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revista bimestral
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TECNOLOGÍA DEL
PLASMA
Situación actual y perspectivas
Tratamiento de residuos
industriales
COGENERACIÓN
Ayuda a la conducción en curvas
INGENIERÍA E INDUSTRIA
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EL DOCTORADO EN
INGENIERÍA INDUSTRIAL
SISTEMAS INTELIGENTES
DE TRANSPORTE
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www.revistadyna.com • Año 86 - Nº 1 • Febrero 2011
Recuperación de calor de gases de
escape
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Ingeniería e Industria
ISSN 0012-7361 • SICI: 0012-7361(20110201)86:1<>1.0.TX;2-G • CODEN: DYNAAU
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FEBRERO. 2011
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TECNOLOGÍA LASER
INGENIERÍA Y
TECNOLOGÍA
ELÉCTRICA
Sistema on-line para
medición de temperatura
COMPETITIVIDAD
Modelo para la mejora
de procesos
Sistemas automáticos de
clasificación
MEDIO
AMBIENTE
Ciclo de vida y
Ecodiseño en la
industria
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3 - 120 / VOL. 86, Nº 1
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ECONOMÍA DEL CAMBIO TECNOLÓGICO
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Ingeniería Multidisciplinar
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4
Dyna Febrero 2011
Febrero 2011
Índice
41
TECNOLOGÍA LÁSER EN SISTEMAS AUTOMÁTICOS DE CLASIFICACIÓN.
APLICACIÓN EN LA INDUSTRIA HORTOFRUTÍCOLA
LASER TECHNOLOGY IN AUTOMATIC CLASSIFICATION SYSTEMS.
A HORTICULTURAL INDUSTRY APPLICATION
Félix Antonio Navas-Moya, Ana Requena Candela, Alberto Requena-Rodríguez,
Luis Manuel Tomás-Balibrea
49
NORMAS PARA LA GESTIÓN DE LA INNOVACIÓN. UN ANÁLISIS
COMPARATIVO
INNOVATION MANAGEMENT STANDARDS. A COMPARATIVE ANALISYS
Moisès Mir-Mauri, Martí Casadesús-Fa
59
DISEÑO, APLICACIÓN Y EVALUACIÓN DE UN MODELO PARA LA MEJORA
DE PROCESOS EN SECTORES INDUSTRIALES MADUROS. ESTUDIO DEL
CASO
DESIGN, APPLICATION AND EVALUATION OF A MODEL FOR PROCESS
IMPROVEMENT IN THE CONTEXT OF MATURE INDUSTRIAL SECTORS.
CASE STUDY
06 DYNA hace 80 años
José Alberto Eguren-Egiguren, Aitor Goti-Elordi, Lourdes Pozueta- Fernández
08 Noticias Breves
74
10 Sociedad e Ingeniería Industrial
ECO-DESIGN CLASSROOMS PROJECT: LIFE CYCLE ASSESSMENT AND
ECO-DESIGN IN BASQUE INDUSTRY
Álvaro de Prado-Trigo, Francisco Campo-Rámila, Javier Muniozguren-Colindres
18 Evolución
20 Noticias
AULAS DE ECODISEÑO: ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA Y ECODISEÑO EN
LA INDUSTRIA
80
TRATAMIENTO DE RESIDUOS INDUSTRIALES MEDIANTE TECNOLOGÍA
DE PLASMA
INDUSTRIAL WASTES TREATMENT USING PLASMA TECHNOLOGY
26 Colaboraciones
EL DOCTORADO EN INGENIERIA
INDUSTRIAL EN ESPAÑA
Juan Carlos Múgica-Iraola, Francisco Javier Antoñanzas-González,
Lourdes Yurramendi-Sarasaola
89
118 Indices del Volumen
SISTEMA ON-LINE PARA LA MEDICIÓN DE TEMPERATURA EN EL
TENDIDO TOPOGRÁFICO DE VANOS DE ALTA TENSIÓN
ON LINE TEMPERATURE MEASUREMENT SYSTEM IN THE LAYING OF HIGHVOLTAGE POWER-LINE CONDUCTORS BY TOPOGRAPHIC SURVEYING
119 Desarrollo Sostenible
Francisco Manzano-Agugliaro, Alfredo Alcayde-García, Francisco Gil-Montoya, Miguel Ángel
Montero-Rodríguez
95
SISTEMA DE AYUDA A LA CONDUCCIÓN EN CURVAS PARA VEHÍCULOS
REALES
DRIVING ASSISTANCE SYSTEM APPLIED IN CURVES FOR REAL VEHICLES
Joshué Pérez-Rastelli, Vicente Milanés-Montero, Jorge Villagra-Serrano, Enrique OnievaCaracuel, Carlos González Fernández-Vallejo
105
COGENERACIÓN MEDIANTE RECUPERACIÓN ENERGÉTICA DE CALOR
DE GASES DE ESCAPE
COGENERATION BASED ON ENERGY RECOVERY FROM EXHAUST GASES
Manuel Fernández- Fernández, Carlos Renedo-Estébanez, Alfredo Ortiz- Fernández, Severiano
Pérez-Remesal, Inmaculada Fernández-Diego, Mario Mañana-Canteli
Dyna Febrero 2011
5
DYNA hace 80 años
(febrero 1931)
EL DESARROLLO ACTUAL DE LA INDUSTRIA DEL COK METALÚRGICO
Un extenso prólogo describe el “objeto y trabajo de los hornos de cok,… residuo aglomerado de la destilación de ciertos
carbones”, así como las características más adecuadas para su transformación, siempre pensando en el cok metalúrgico apropiado
para su utilización en los hornos altos. Sigue por una historia de su evolución hasta llegar al actual “horno de cok a subproductos y a
regeneración de calor”.
Sin embargo “una evolución actual de la industria del cok
metalúrgico” se hacía necesaria por el incremento de coste de
los carbones y la baja de precios del cok, yendo a mayores
dimensiones y más eficientes medios de calentamiento, sobre
todo por la mejora en los diseños de los regeneradores de
calor.
Con ese fin, se definen diferentes disposiciones,
decantándose por el tipo OTTO, cuyo “sistema ha sido
adoptado por las Sociedades ALTOS HORNOS DE VIZCAYA
y DURO-FELGUERA para la construcción de sus baterías
modernas, actualmente en vías de realización”. Por ejemplo,
en la primera “la capacidad diaria de tratamiento será de unas
1.400 T de carbón natural, lo que permitirá la producción de
1.000 T diarias de cok”.
Sigue con la completa descripción de estas instalaciones,
desde las puertas, los mecanismos auxiliares, la torre de
apagado, el puesto de cribado, los aparatos de control y los
productos y rendimientos a obtener.
Secciones del horno Otto
HUBERTO BOLLAND
ESTUDIO CIENTÍFICO DE LA COMBUSTIÓN DE CARBONES
Informe de la Escuela de Ingenieros Industriales de Bilbao sobre una patente
Solicitado por el autor de la patente de un “Oxigenante de Carbones”, el Director de la Escuela Especial de Ingenieros Industriales
de Bilbao, encomendó su análisis al profesor de la misma, Joaquín Nebreda, que emitió el informe correspondiente. Para soportarlo,
se realizaron en los laboratorios de la Escuela unos análisis que demostraron:
- “Que los componentes que integran el «oxigenante» son cloruros, nitratos alcalinos, dos óxidos metálicos, uno de ellos de
propiedades enérgicamente oxidantes y una sal clorurada de análogas cualidades”.
- “Que los gases desprendidos al calcinar son oxígeno abundante (el 15,60% en peso), vapores nitrosos y una pequeña cantidad
de cloro”.
En ensayos de combustión realizados en laboratorio con cinco tipos de carbones, en las proporciones recomendadas, se concluye
que el aditivo en polvo propuesto por el inventor “es un producto integrado por substancias que, en una u otra forma, contribuyen de
un modo racional y científico a que su empleo en la combustión de carbones constituya indudable ventaja y economía”.
No disponemos de información sobre la evolución posterior del uso industrial del aditivo patentado por Rafael Romero Rodríguez
de la Devesa.
PARA LA HISTORIA
Constitución de la nueva Junta Superior, de la Junta de Gobierno y del Comité Ejecutivo de la Asociación Nacional de
Ingenieros Industriales
El 10 de enero de 1931, se renovaron, “después de un largo período de interinidad”, la Junta Superior, la Junta de Gobierno y el
Comité Directivo de la Asociación Nacional de Ingenieros Industriales.
En los tres estamentos fue elegido Presidente D. Cayetano Cornet y Palau, que lo era de la Agrupación de Barcelona, con dos
Vicepresidentes D. Carlos E. Montañés Criquillión y D. Leandro José de Torróntegui e Ibarra, en representación de las Agrupaciones
de Madrid y Bilbao respectivamente.
6
Dyna Febrero 2011
Editorial
I+D+i E INGENIERÍA
E
n el inicio del nuevo año seguimos sumidos en una crisis profunda, no coyuntural sino global y sistémica, que
algunos países europeos empiezan a superar. Pero en España la recuperación está siendo más lenta, como
consecuencia de los problemas estructurales arrastrados desde hace años, especialmente la baja productividad y una
estructura laboral rígida e ineficiente. El proceso de reformas que por fin se está desarrollando por exigencias de las
instituciones europeas, a trancas y barrancas y no de la manera más adecuada posible, va a determinar que nuestra
recuperación sea lenta en su inicio.
Para que la recuperación sea estable y duradera es urgente incorporar otros elementos de cambio, y entre ellos
y de forma acusada, la incorporación de innovación en todos los campos y en todos los órdenes. Recordemos que
la innovación se entiende esencialmente ahora como “modificar las cosas para mejorar lo que tenemos o lo que
hacemos”.
Ciertamente en España se ha partido de una situación difícil, de una cultura equivocada, ejemplificada por
Unamuno cuando proclamaba “que inventen ellos”. Recordemos también que hoy, según el diccionario de la RAE,
innovación e invención son sinónimas, y que en definitiva aquella postura se refería a la innovación. Está claro que el
principal destinatario del “que inventen ellos” era Europa, pero hoy somos europeos. Si hoy dijésemos lo mismo, nos
referiríamos a Estados Unidos, a Japón y otros países asiáticos. Nadie duda hoy de que somos europeos y la Unión
Europea innova, y nosotros, que hemos empezado a innovar, tenemos que innovar mucho más. Si queremos salir de
esta crisis incorporados a los países de vanguardia de la Unión Europea, tenemos que innovar mucho más y mejor.
La I+D es imprescindible, pero no suficiente, es necesario aplicar la ciencia y tecnología al mercado, más aún ponerla
en el mundo real, es decir, innovando.
Si queremos innovar, necesitamos investigar y desarrollar. La investigación la basamos en la ciencia básica, en
las universidades, y el desarrollo, en los centros tecnológicos, en los diferentes organismos y centros del entramado
público, y en la participación de las empresas. Hoy en España la relación entre la investigación, universitaria, de las
entidades tecnológicas y las empresas es insuficiente e ineficiente, y mucho más la relación directa entre la Universidad
y empresa, con lo que el desarrollo resulta difícil, y más su aplicación. Necesitamos una transformación profunda,
articulando la relación entre universidad, centros tecnológicos y empresas, orientando la I+D a innovación, es decir
a su puesta en el mercado, fomentando y logrando que forme parte de todo el tejido industrial social y económico
de España. Es fundamental que la investigación se oriente a la práctica, a su puesta en el mundo real, en la empresa
y el mercado de artículos, materiales y procesos innovadores, y que las empresas tengan la innovación como factor
estratégico.
La innovación no solamente tiene que ser tecnológica, orientada a materiales equipos y productos, sino que también
debe orientarse al campo de la gestión. Pero una parte muy importante sigue siendo la de productos procesos y
materiales, en definitiva ingeniería. Y también en la innovación de gestión la ingeniería debe colaborar de forma
nítida.
Por otra parte, si la I+D se orienta hacia la práctica, surgirán materiales procesos y productos innovadores, nuevos,
que es necesario patentar. El bajo número de patentes generadas en España comparado con otros países europeos
pone de manifiesto esta orientación poco práctica de la investigación, con las universidades orientadas a las tesis
doctorales, y la equivocada opinión de muchas empresas que piensan que patentar sólo sirve para que sea más fácil
que les copien. En ese proceso va a ser fundamental el papel de la ingeniería.
Es cierto que se producirán cambios importantes sociales culturales y humanísticos, pero el cambio no será posible
sin la innovación, y es indudable que la ingeniería va a ser un actor importante en su desarrollo. En todos los campos
de la innovación existen cada vez más equipos pluridisciplinares, y en todos ellos existe o debe existir un importante
porcentaje de ingenieros. Los ingenieros debemos participar como un factor integrador del acercamiento de la
universidad a la empresa y a la tecnología, como miembros activos de ambas. La ingeniería también es multidisciplinar,
con sus diversas escuelas o especialidades, la industrial, de caminos, minas, montes etc. y todas las categorías deben
participar, y más después del inicio de lo dispuesto por el espacio europeo de enseñanza o plan Bolonia. Y dentro de
esta diversidad de especialidades, la industrial tiene una característica especial, su mayor transversalidad, y puede
desarrollar un especial papel de enlace, como un actor principal en los grupos multidisciplinares.
Nos encontramos, en suma, ante un reto con múltiples aspectos: la salida de la crisis globalizada, la posición de
Europa en esta crisis, la posición dentro de Europa de España, con una imperiosa necesidad de reestructuración, que
obliga al impulso de la innovación. En este impulso la ingeniería industrial tiene un papel principal, tiene nichos de
mercado, algo importante que hacer y decir. Por lo tanto es imprescindible que actuemos concienciados y motivados,
con convencimiento y decisión. España debe volcarse en la innovación y los ingenieros industriales debemos ser actores
principales en ese proceso. Innovemos, o inventemos, y hagamos prosperar al país de forma estable y duradera.
Dyna Febrero 2011 • Vol. 86 nº1
7
✍
Noticias Breves
` EUROPA EN LASER-FUSIÓN
También Europa, a pesar de ser sede
del Proyecto ITER de fusión por
confinamiento magnético se embarca
en otra tecnología, el Proyecto
HiPER (High Power laser for Energy
Research), que pretende estudiar las
posibilidades de producción energética
por fusión inercial de ignición rápida.
Con el diseño conceptual disponible,
se dispondría de la instalación prevista
hacia el año 2020 y una inversión
estimada en 800 millones de euros.
Dada la disponibilidad de los sistemas
láser de alta potencia PETAL en
Aquitania (Francia), es probable que
también sea el punto de partida y
ubicación para los trabajos de este
Proyecto.
HIPER piensa utilizar un láser de pulso
largo con unos 200 kJ combinado con
otro de pulso corto de 70 kJ, de manera
que una vez aplicado el primero sobre
la cápsula conteniendo el combustible
deuterio-tritio, el segundo actúe a
modo de “chispa” que provoque la
ignición rápida. Esta sería la diferencia
tecnológica con otros proyectos que
investigan con similares objetivos.
(como información sobre este proceso
ver DYNA la entrevista en el ejemplar
de mayo y la colaboración en el de
octubre, ambos de este año 2010).
` UNA NUEVA VIDA PARA
LAS BATERÍAS
GM y Nissan esperan reducir costos
en sus vehículos híbridos o eléctricos
8
reutilizando baterías desechadas, el
primero junto con ABB y el segundo
con Sumitomo.
Debido al continuo proceso de carga y
descarga de estas baterías, su vida para
uso en el vehículo será inferior a la del
mismo y deberán ser sustituidas. Los
fabricantes de vehículos piensan que
la mayor parte de ellas puedan aun ser
capaces de almacenar hasta un 80%
de su capacidad original, de forma
que sean válidas para un considerable
número de aplicaciones, como centros
informáticos o residenciales que deban
ser protegidos contra interrupciones
no deseadas de suministro eléctrico.
El almacenaje de energía puede ser
también cada vez más necesario si se
incrementa la generación por medios
renovables de marcha intermitente.
Respecto a la garantía de esos equipos
usados, hay que considerar que el
nuevo trabajo de almacenar energía
para momentos de emergencia sería
mucho más leve que el que realizan en
un vehículo. Por otra parte se evitarían
los cargos considerables de reciclado
básico de cada uno de los componentes
por separado.
El Centro IDMT del Fraunhofer
Institute ha desarrollado el sistema
Eyetracker, que sigue los movimientos
de los ojos del conductor y emite una
alarma cuando percibe un intervalo
pre-definido de ojos cerrados o una
desviación marcada de la cabeza que
precede al sueño.
Consiste entre cuatro y seis cámaras
situadas en la línea de visión que evalúan
unas 200 imágenes por segundo, su
tamaño es mínimo (casi indetectable)
y no precisa estar conectado a ningún
procesador existente a bordo.
Complementariamente se estudia su
aplicación en medicina quirúrgica,
en juegos digitales y en el análisis de
la eficacia de imágenes publicitarias
que intentan atraer la atención de los
transeúntes.
` OTRO TREN HÍBRIDO EN
JAPÓN
Hitachi y la compañía ferroviaria
japonesa JR East pusieron en servicio
el pasado otoño una nueva unidad
híbrida diesel-eléctrico, con objeto
de reducir el consumo de energía y el
impacto medioambiental.
Cuando se circula por vías no
electrificadas,
los
automotores
convencionales no son capaces de
recuperar la energía liberada en las
frenadas, cosa que sí consiguen los
trenes eléctricos realimentando las
redes a través de la catenaria. Esta
unidad se compone de dos vagones
para pasajeros y está dotada de un
generador diesel, baterías de iónlitio y motores eléctricos para la
` PARA NO DORMIRSE AL
VOLANTE
Los conductores que realizan viajes
prolongados, en especial nocturnos,
sabe que una fracción de segundo por
distracción o sueño, puede ocasionar
un fatal accidente.
Dyna Febrero 2011
Noticias Breves
tracción. A las entradas en estación son
alimentados solamente por las baterías,
reduciéndose el ruido y las emisiones,
lo mismo en el inicio del arranque
hasta los 30 km/h y en aceleración por
ambos medios, baterías y generador
diesel. En las frenadas, los motores
de tracción convierten la energía
cinética en electricidad que alimenta
las baterías que si lo precisan durante
la marcha normal son cargadas desde
el generador.
y eso sin producir residuos líquidos
contaminantes.
` SUSTITUIR EL CLORO EN
LAS PISCINAS
En la Universidad Autónoma de
Barcelona se ha efectuado un estudio
para analizar el uso del CO2 en
sustitución del HCl, para controlar el
pH en el agua de las piscinas, junto con
el hipoclorito sódico empleado para su
desinfección.
Con ello se pretende conseguir varios
efectos beneficiosos: evitar la mezcla
accidental de clorhídrico e hipoclorito
que supone una peligrosa reacción,
reducir la formación de orgánicos
clorados producidos al reaccionar el
hipoclorito con la suciedad del agua
suprimiendo el olor a cloro y las
repercusiones oculares, y, finalmente,
disminuir la afección en las aguas
residuales cuando se vierten las
piscinas en los procesos de vaciado
para sustitución de aguas.
` RECUPERACIÓN DE
NEODIMIO
El Instituto de Ciencias Industriales
de la Universidad de Tokio ha
desarrollado un método para recuperar
los valiosos elementos neodimio y
disprosio procedentes del reciclado de
los imanes permanentes contenidos en
los motores eléctricos para vehículos
híbridos.
Se trata de un proceso en seco que funde
los imanes a recuperar (Nd-Fe-B) junto
con cloruro de magnesio o ioduro de
zinc en un crisol. Las sales halógenas
de neodimio formadas flotan en el baño
y pueden ser separadas, mientras que el
hierro aun está sólido. Posteriormente
una destilación en vacío separa las
sales de neodimio que están aun unidas
a parte de las de magnesio o zinc.
De esa forma es posible recuperar
hasta un 90% del valioso neodimio
contenido en los imanes reciclados,
` NANO ALEANTES EN
ACEROS
Con el objetivo de conseguir aceros
estructurales para vehículos que
reduzcan el espesor manteniendo
propiedades antideformantes, el Centro
Kelvin de la Universidad de Glasgow
lidera un proyecto europeo es el que
participa entre otros el CEIT por parte
de España.
` BUQUE AYUDADO POR EL
VIENTO
La empresa alemana de aerogeneradores
ENERCON puso en servicio a
finales del pasado 2010, un buque
de su propiedad para el transporte de
módulos y palas para sus proyectos en
todo el mundo.
Una de las características originales,
aparte del cuidado diseño aerodinámico
de bulbo, proa y casco, de la aplicación
de pinturas especiales a base de
siliconas o de novedades en hélice y
timón, está en poder utilizar la energía
del viento como ayuda a la propulsión,
estimando que el consumo durante
un trayecto por mar abierto podrá
reducirse en una tercera parte.
El medio aplicado consiste en cuatro
columnas rotativas Flettner de 25 m de
altura, que giran movidas por motores
eléctricos, y aprovechando el llamado
efecto Magnus* generan un impulso
adicional al que el buque recibe de su
motor de propulsión. El buque tiene
130 m de eslora y podrá alcanzar una
velocidad máxima de 17,5 nudos.
ENERCON ha sido también noticia
por la presentación de un proyecto
para instalar en Zuera (Zaragoza)
un aerogenerador prototipo E-126
de 7,5 MW, con objeto de estudiar
su rendimiento en las especiales
condiciones que se dan en la zona.
¿Recuerdan nuestros lectores si
estudiaron en la Escuela la teoría de
ese llamado efecto Magnus y en qué
consistía?
La técnica a emplear consistiría en
obtener precipitados a nanoescala de
carburos de niobio y vanadio en aceros
de elevado contenido en manganeso, de
forma que mantengan la ductilidad con
mayor resistencia a la deformación, es
decir que la estructura absorba mejor la
energía de un eventual impacto.
Los fabricantes de aceros ThyssenKrupp
y Arcelor-Mittal también participan en
el proyecto.
Dyna Febrero 2011
9
Sociedad e Ingen
Consejo de Colegios y Federación de Asociaciones de Ingeniería Industrial de España
` SOBRE EL ANTEPROYECTO DE LEY DE SERVICIOS
PROFESIONALES
Razones de urgencia me llevan en esta ocasión, a reclamar
a DYNA el primer espacio de esta sección para dirigirme a
vosotros.
Como seguramente algunos escucharíais, en el Pleno
Monográfico sobre Empleo, celebrado en el Congreso de
los Diputados el pasado 18 de noviembre, el Presidente
del Gobierno, en su intervención, manifestó lo siguiente:
“Presentaremos en el primer trimestre de 2011 la Ley de
Servicios Profesionales, aumentando la competencia en
sectores que emplean al 30% de nuestros licenciados y
mejorando la capacidad de competir internacionalmente
de las empresas españolas proveedoras de servicios
profesionales, especialmente de ingeniería.”
A principios de agosto tuvimos conocimiento de algunas
hojas de un documento incompleto, bajo el título “Sobre el
Anteproyecto de Ley de Servicios Profesionales”, datado
el 22/07, que alguien habría dejado olvidado en algún sitio
improcedente. Documento que no tenía visos de ser más que
las primeras notas escritas sobre un papel por alguien con un
profundo y completo desconocimiento sobre la realidad de
la ingeniería.
Lógicamente las palabras del Presidente del Gobierno,
que suponían el compromiso de una fecha para la aprobación
de esta Ley, nos llevaron a activar nuestras alertas para
intentar poder hacernos con los borradores de la misma, que
era de suponer, debieran ya de existir.
El 4 de enero llegó hasta nuestras manos una
nueva versión del documento anteriormente citado,
actualizado al 15/12/2010 (puede consultarse íntegro en
el vínculo http://www.revistadyna.com/dyna/documentos/
noticiasweb/20110113_lsp.pdf), en el que observamos la
incorporación de la referencia al discurso del Presidente.
La cual, por cierto, ya es de por sí una muestra de la nula
contrastación de las aseveraciones que se vierten a lo largo
del todo el documento, y del poco rigor de quien lo ha
redactado, pues, según el propio libro de Actas del Congreso,
la intervención no se realizó, como se dice en él, el 17/11
sino el 18/11. En fin, un simple detalle que no quedaría más
que en un error sin importancia, si no fuera por el cúmulo de
aseveraciones disparatadas con las que el texto continúa.
Como significativo es también el hecho que esa, junto
a la inclusión como punto 4 del apartado “Reforma de la
ingeniería”, sean los grandes avances que ha experimentado
10
la redacción del texto justificativo de una Ley, con tal
trascendencia e importancia, en cinco meses de “trabajo”.
Y, como se evidencia de la lectura de su primer apartado,
no queda lugar a duda que lo verdaderamente importante
es tramitarla para cumplir con la fecha comprometida por
el Presidente del Gobierno. Lo de menos parece ser lo que
diga en su redactado, o el intentar buscar algún tipo de
acercamiento o consenso entre las partes implicadas. Con los
plazos que se reflejan en el documento resulta clarividente
que posiblemente el Gobierno no tendrá tiempo material para,
ni tan siquiera –suponiendo, claro, que tuviera interés alguno
en ello-, leerse las alegaciones que puedan llegarle tras el
periodo de consulta. Consultas que, como también nos deja
claro el texto, realizará simplemente porque son preceptivas,
adelantándonos que piensa obviar, por ejemplo, el dictamen
del Consejo de Estado, argumentando que es innecesario por
tratarse de una ley de desarrollo del derecho comunitario.
Sin duda alguna, una perfecta conjugación del significado
del término “talante” con la forma en la que la clase política
tramita hoy día las leyes en este país. ¿Cómo ciudadanos
podemos admitir que un documento que, a día de la fecha, se
encuentra con este grado de redacción e inconcreción, pueda,
en menos de dos meses, encontrarse transformado en una
Ley?.
Tras leer el apartado 4 “Reforma de la ingeniería” -una
completa sarta de disparates, uno tras otro-, me surgen
algunas reflexiones que no quiero dejar de compartir con
vosotros.
¿De veras que somos los ingenieros los responsables
de frenar la capacidad de atender las necesidades de la
economía de este país?. Se me ocurre que es verdad que la
Ministra de Economía del actual Gobierno cursó estudios de
ingeniería. Pero me cuesta pensar que algún compañero de su
partido pretenda, por ello, establecer una asociación entre su
formación académica, la situación de la economía española
y todo el colectivo profesional de la ingeniería.
¿Que los ingenieros españoles tenemos problemas de
movilidad en Europa debido a nuestro ámbito restringido
de atribuciones?. No sólo es que la afirmación sea
completamente incierta sino que me lleva a cuestionarme
¿qué tienen que ver las atribuciones en España con el
ejercicio de las competencias profesionales en otro país de la
UE, en donde es una organización profesional, y no un título
universitario, quien establece si se está capacitado, o no, para
poder ejecutar un proyecto?.
¿Que el modelo tradicional que identifica cada colegio
con un título determinado no es compatible con la reforma
enieria Industrial
de las enseñanzas universitarias, donde ha desaparecido el
catálogo oficial de títulos universitarios y por tanto resulta
insostenible?. A mí como ciudadano lo que realmente me
parece completamente insostenible es el caos generado por
los responsables en materia universitaria de este país que, a
día de la fecha, han motivado que, solo en el área de Ingeniería
y Arquitectura, existan 582 titulaciones, con denominaciones
diferentes, informadas favorablemente por ANECA (622
Grados -de los que 153 poseen diferente denominación- y
510 Másters -439 de ellos diferentes-).
La “solución” que se plantea en el texto de “admitir
expresamente que TODOS los titulados en ingeniería
tendrán reconocidas facultades para realizar CUANTAS
funciones le atribuya la normativa vigente A CUALQUIER
rama de la ingeniería. Se trata por tanto de un modelo
dónde CUALQUIER ingeniero está habilitado para
CUALQUIER actividad profesional de las que hasta ahora
están reservadas a los ingenieros en sus distintas ramas
y especialidades, partiendo de que TODOS los titulados
en ingeniería comparten un NÚCLEO COMÚN DE
CONOCIMIENTOS SUFICIENTE para habilitarles a
realizar TODAS las funciones que tienen los ingenieros,
sin alterar el modelo académico vigente. Solución que
respeta los derechos y competencias de las profesiones
científicas (geólogos, físicos, químicos o biólogos, entre
otros) que comparten algunas de estas funciones atribuidas
a los ingenieros, o las de los profesionales que actualmente
no tienen reserva de actividad, por ejemplo los que poseen
TÍTULOS UNIVERSITARIOS INNOVADORES como los
informáticos o los bioquímicos, entre otros, que no verían
limitado indebidamente su ámbito de actuación”, sin lugar
a dudas, me lleva a concluir que no es que ya un Ingeniero
Industrial y uno Agrónomo puedan realizar indiferentemente
actividades tales como, por ejemplo, el proyecto de una central
nuclear, sino que compartiremos nuestro campo de actuación
profesional con títulos de ingeniería tan innovadores cómo,
por tan solo citar uno a modo de ejemplo, el “Graduado
en Ingeniería Matemática” impartido por la Universidad
Complutense de Madrid.
Solución disparatada, para nada convergente con la
realidad del ejercicio profesional en los diversos países
de la Unión Europea, que debe llevar a plantearnos ¿cuál
es la verdadera motivación que lleva ahora a los políticos
españoles a cargarse, ya no a los Colegios Profesionales, sino
a toda la ingeniería española?. ¿Quién hay detrás de ésto y de
qué frustración personal se nos pretende pasar factura?. ¿O
es que realmente nuestra clase política considera necesario
devaluar la ingeniería española hasta equiparla con el nivel
de la inglesa –una profesión sin prestigio ni reconocimiento
social-?.
Ni siquiera razones de oportunidad política lo justifican.
¿Está la situación electoral española para que algún partido
político pueda garantizarse que, tras la aprobación de esta
Ley, no volverá a contar ni con uno solo de los votos de los
ingenieros de este país -tanto técnicos como superiores- que,
lógicamente, nos negaremos a meter en una urna papeleta
alguna con el anagrama de quienes, por acción u omisión,
faciliten su aprobación?.
Como colectivo tenemos que ser capaces de trasladar
a la ciudadanía que, muy al contrario de las ventajas que
se intentan argumentar en el texto, el resultado será la
destrucción irreversible de uno de los pocos sectores que aún
hoy resultan relevantes para la economía española.
Pero, una vez más, no podemos dejar de considerarnos
discriminados por cuanto observamos que, ya de partida, el
texto sí que se establece clara reserva de actividad y colegiación
obligatoria para médicos y abogados. ¿Qué razones son las
que justifican que un abogado tenga reserva de actividad:
¿protección al consumidor?. ¿Qué representa mayor peligro,
una central nuclear o una vía de AVE mal diseñada, que pueden
causar cientos o miles de fallecidos en un solo accidente, o un
abogado que defiende mal a UN cliente?. Que nadie interprete
que, con ello, critico la reserva de actividad para los abogados.
Lo que evidencio es el disparate de que los ingenieros no la
tengamos cuando para esos otros profesionales sí se contempla;
además con la argumentada justificación que puede leerse en
la página 6 “Profesiones jurídicas: se ajustaría la definición
de la reserva de actividad”).
Pues si como meros ciudadanos no debiéramos admitir
situaciones así, como ingenieros estamos obligados a
parar los pies a una clase política que, con su completo
desconocimiento de la realidad, son ellos -y no nosotros,
como ahora encima hasta pretenden acusarnos- quienes están
“paralizando proyectos y frenando nuestra economía”.
Recurro a tu condición de ingeniero para pedirte que
traslades a tu ámbito familiar, empresarial, institucional y
político las consecuencias de este disparatado Anteproyecto de
Ley de Servicios Profesionales para impedir que el Gobierno,
en la forma en que lo pretende, pueda sacarlo adelante.
Esperando poder contar para ello con tu inestimable
colaboración personal, te ruego no dudes en trasladarnos
cualquier sugerencia, comentario o actuación que consideres
conveniente que, como colectivo, debiéramos emprender.
Lamentando un inicio de año 2011 con estas noticias, recibe
un cordial saludo.
Luis-Manuel Tomás Balibrea
Presidente de la FAIIE
11
Sociedad e Ingen
` EL INSTITUTO DE LA INGENIERÍA MODIFICA
SUS ESTATUTOS, CON LA OPOSICIÓN DE
INDUSTRIALES, PARA EXPRESAMENTE PODER
INCORPORAR GRADOS Y MASTERS
El pasado 20 de Diciembre tuvo lugar el Consejo de
Representantes del Instituto de la Ingeniería de España
(IIE) en el que se aprobó una modificación de sus Estatutos
para posibilitar la incorporación al mismo en calidad de
Miembros Adheridos, aunque no como Fundadores, de los
nuevos Grados y Master surgidos a raíz de la implantación
en España del Espacio Europeo de Educación Superior.
El acuerdo se adoptó por 58 votos a favor y 7 en contra;
estos últimos todos los correspondientes a los representantes
de la Federación de Asociaciones de Ingenieros Industriales
de España (FAIIE).
La posición de la Ingeniería Industrial en este asunto
siempre ha sido de reserva, por entender que la situación
de transformación del escenario profesional en la que nos
encontramos inmersos desaconseja tomar ahora este tipo de
iniciativas; sobre todo cuando pueden conducir a desvirtuar
el sentido del Instituto de la Ingeniería de España.
Consideramos conveniente reproducir la intervención
que realizó el Presidente de la FAIIE para justificar la postura
de industriales, pues recopila un conjunto de realidades
fundamentadas que merecen la pena ser conocidas por todo
nuestro colectivo.
Lamentamos profundamente que esta situación se
haya producido cuando precisamente la Presidencia del
IIE la ostenta un Ingeniero Industrial, Manuel Acero,
aunque, si bien no nos queda más remedio que aceptar
democráticamente la decisión, quizás también sea el
momento de replantearse el grado de implicación que nuestro
colectivo deba mantener en el futuro con una Institución que
ha decidido alterar sus propios principios fundacionales.
TEXTO DE LA INTERVENCION:
Buenas tardes.
El 15 de Enero de 1905, bajo Presidencia del entonces
Barón de Yecla, tras constituir el Instituto de Ingenieros
Civiles, se reunían los Presidentes de las Asociaciones
de Ingenieros Industriales, Minas, Agrónomos, Montes y
Caminos.
Desde entonces este Instituto ha agrupado a los Ingenieros
Españoles que cumplimos una doble condición:
a) disponer del mayor rango académico en ingeniería que
permite nuestra legislación
b) y pertenecer a una profesión regulada; un hecho
que viene derivado de la existencia de atribuciones
profesionales asignadas por la legislación vigente.
12
Doble condición que ha hecho de esta Institución un
organismo de referencia y, en cierta manera, representativo
de la élite de la ingeniería española.
Algo que hoy, al menos desde la Federación de
Asociaciones de Ingenieros Industriales de España,
entendemos que corre el peligro de perderse, caso de
aprobarse unos Estatutos con el redactado tal y como el que
hoy aquí se nos presenta.
Desde el inicio del proceso, desde la rama a la que
represento, hemos venido reiteradamente manifestando, y
así lo hemos venido transmitiendo en todas las reuniones del
Comité de Estatutos y a la Junta Directora, que ni compartimos
las motivaciones que parecen justificar la incorporación de
titulados que no cumplan la doble condición anteriormente
aludida, ni vemos que en el momento actual existan razones
de oportunidad siquiera para justificar esta modificación;
más bien todo lo contrario.
Como Vds. deben saber la cuestión de fondo que hoy se
debate aquí no es otra sino la de abrir la posibilidad a la
incorporación, como Miembros Adheridos (art. 5), de las
Asociaciones de Ingeniería de ciclo largo no fundadoras
con titulaciones previas a la puesta en funcionamiento del
EEES (como por ejemplo, podría ser los casos de Ingeniería
Informática o Ingeniería Química), o de las Asociaciones de
Ingeniería de Máster y Grado surgidas tras la adaptación
del sistema universitario español al EEES.
Para que sean conscientes del grado de aperturismo ante
el que hoy nos podríamos estar enfrentando les diré que, de
aprobarse estos Estatutos, el Instituto podría potencialmente
pasar mañana a estar en condiciones de poder integrar,
además de a las 9 Asociaciones fundadoras, a las derivadas
de las 582 titulaciones diferentes que, en la rama de
ingeniería, hoy ya se encuentran positivamente evaluadas
por ANECA.
Si, sí, me han oído bien: ¡582 DIFERENTES!
Posiblemente les parecerá un disparate. Al menos a
nosotros nos lo parece. Deben ser conscientes que, a día
de la fecha, ANECA ha informado positivamente, tan solo
en la rama de ingeniería y arquitectura, 622 Grados -de
los que 153 poseen diferente denominación- y 510 Master,
439 de ellos diferentes. Y ahora este Instituto se plantea la
posibilidad de poder dar cabida a todos estos titulados.
Discrepamos con la argumentación que se vierte para
justificar que un Grado es algo más que quienes hoy se
integran en el INITE.
Es cierto que quienes cursan un Grado se encuentran con
que deben realizar un año más de estudios que quienes cursaron
una Ingeniería Técnica. Pero supongo que nadie negará que
también menos años de estudio que aquellos que realizaron
peritaje, que también se encuentran integrados en el INITE.
No solo es una innegable realidad que los estudios de
Ingeniería Técnica han acabado transformándose en Grados,
sino que, hasta por Acuerdos del Consejo de Ministros, estos
enieria Industrial
nuevos Grados han acabado habilitando para el ejercicio de
la profesión de Ingeniero Técnico.
Y eso sin entrar, por la vía de los hechos, en situaciones
que consideramos que todos Vds. deberían conocer.
Como la de aquellos que sin pertenecer al ámbito de
la ingeniería -por citar ejemplos concretos, los casos de
arquitectos técnicos, aparejadores o licenciados en químicaque, con poco más esfuerzo que el simple pago de una
matrícula en algunas Universidades -que las hay con tan
pocos escrúpulos para exigir poco más que el desembolso
de unas tasas de matrícula- pueden convertir sus títulos, de
forma sencilla, a algún Grado en el ámbito de la ingeniería
-como el Ingeniero de la Edificación- que, de aprobarse estos
Estatutos, serían susceptibles de poder acabar incorporados
a este Instituto.
O los que ahora también se obtienen, junto a la titulación
militar, al realizar estudios en una Academia Militar. Sepan
Vds. que, a día de hoy, quienes aprenden a tripular un avión
o a servir en el ejército de tierra se les concede el titulo civil
de Graduado en Organización Industrial, mientras que a
quienes aprenden a navegar en una fragata se les concede el
Grado civil en Ingeniería Mecánica.
Por no hablar del lógico interés del colectivo de Ingenieros
Técnicos en convertirse en Graduados, dando así cumplimiento
a esas ansiadas aspiraciones de ascender del Grupo B al A de
la Administración Española. Nada tendríamos que objetar a
ello si esto se consiguiera tras cursar unos complementos de
formación, pero conocidos por todos es la cada vez mayor
predisposición de las Universidades a facilitar este proceso,
con la única finalidad de atraer el mayor número posible de
alumnos para así incrementar sus ingresos.
Negar todo esto es negar la realidad de que, en la gran
mayoría de las ocasiones, las diferencias entre un Graduado
y un Ingeniero Técnico no van más allá de un mero cambio
de nombre. Y que integrar en el IIE a los Grados supondría
abrir, de facto, la posible entrada al mismo de cuantos
acabamos de referenciar.
Aunque tampoco queremos dejar de hablar de los
Masters.
Posiblemente desconozcan que la disposición adicional
cuarta del Real Decreto 1393/2007 establece que “Quienes,
estando en posesión de un título oficial de Diplomado,
Arquitecto Técnico o Ingeniero Técnico, podrán acceder, a
las enseñanzas oficiales de Máster sin necesidad de requisito
adicional alguno”, dejando exclusivamente en manos de
la autonomía universitaria el posible requerimiento de
formación complementaria.
Lo que, como pueden imaginar, a la vista de lo que está
ocurriendo, significará que, en muy breve plazo de tiempo,
podemos encontrarnos con que los actuales Ingenieros
Técnicos, no ya es que acabaran obteniendo el Graduado,
sino hasta, sin ni siquiera necesidad de él, una titulación de
Máster. Por cierto, obteniendo con ello mayor reconocimiento
en el seno de la UE de la que hoy día disponen Vds. como
simples Ingenieros Superiores.
¿Y ante este panorama el IIE se plantea la posible
incorporación de estas realidades, aún a costa de perder el
carácter de elitismo intelectual de la ingeniería que lo ha
caracterizado desde su fundación?.
¿Qué es más importante, incrementar el número para así
mercantilizar esta Institución, de manera similar a como lo
están haciendo las Universidades, o mantenerlo como lugar
de encuentro de una élite profesional?.
Somos conscientes que en la redacción de los Estatutos
se ha introducido el articulo 5 a) 2 c), a modo de clausula de
salvaguarda, para así intentar justificarnos que no cualquier
Asociación de Grado o Máster podrá ser finalmente
incorporada al IIE, ya que, como mínimo, deberá contar con
el aval de dos de los Asociados Fundadores.
¿Consideran Vds admisible que dos ramas Fundadoras
puedan acabar imponiendo a la suya la incorporación de
una nueva Asociación que Vds. opinaran que no debería
incorporarse?
Entendemos que se nos responderá que es impensable
llegar a una situación así, ya que, además del aval, se debe
contar con la propuesta de la Junta Directora y la aprobación
del Consejo de Representantes.
Pero, ¿tan diferente es esa situación con la que hoy nos
encontramos aquí?
Les recuerdo que en 1905 se constituyó este Instituto con
una finalidad, y que hoy nos encontramos aquí debatiendo,
tras haber seguido esos pasos, en contra de la opinión de
una de las Asociaciones Fundadoras.
¿Quién nos dice que el día de mañana, presiones similares
a las que han llevado al resto de Asociaciones a apoyar este
texto, o las derivadas del juego democrático, los cambios
en la Ley de Asociaciones o la dimensión de los nuevos
colectivos que se incorporen, no puedan acabar derivando
en la conveniencia de que la mayoría de las Asociaciones
Fundadoras voten una nueva modificación Estatutaria para
permitir una futura incorporación, no ya como Miembros
Adheridos, sino como miembros de Pleno Derecho?.
Como Vds. verán en nuestras argumentaciones ni nos
hemos referido a las cuestiones de reserva patrimonial, en
las que tanto parece haberse insistido durante la justificación
argumental de esta propuesta, y a la que se alude en el
articulo 7. 2. c.
Al menos para Industriales no consideramos que nuestra
decisión tenga que ver con cuestiones patrimoniales ni
económicas.
Entendemos que lo que se está poniendo en duda es el
sentido de la propia Institución, generando una peligrosa
confusión social.
¿Alguien tiene duda de que el INITE no va a intentar la
incorporación de los Grados en su seno?.
13
Sociedad e Ingen
¿Lo que estamos haciendo hoy aquí no es, por la vía de
los hechos, un proceso para acabar integrando al IIE y al
INITE?.
¿No vamos a conseguir con ello generar una confusión
para que la sociedad no ya solo no sea capaz de diferenciar
entre lo que es Grado y Máster, sino hasta que se cuestione
qué papel representa el IIE?.
Pero es que, encima, y como reiteradamente hemos
venido expresando, creemos que ni siquiera hay cuestiones
de oportunidad que justifiquen que éste sea el momento más
adecuado para abordar esta temática.
Los anuncios, realizados recientemente hasta por el
propio Presidente del Gobierno, de que en el primer trimestre
de 2011 verá la luz la nueva Ley de Servicios Profesionales,
en dónde por los borradores que conocemos se corre el
peligro de la desaparición de las atribuciones específicas de
las que gozamos las ingenierías, nos hacen ratificarnos en
que ahora, menos que nunca, es el momento de abordar esta
cuestión sin conocer el escenario final ante el que podemos
tener que acabar enfrentándonos.
Observando que, a diferencia del resto de versiones que
han sido recirculadas con el texto de Estatutos propuestos,
en la remitida a la Junta de Representantes se ha eliminado
la referencia expresa a que su aprobación se ha realizado en
Junta Directora con la reserva particular de Industriales,
hemos considerado oportuno realizar esta intervención para
justificarles las razones esgrimidas por nuestra parte para
votar contra el redactado propuesto. Aunque les traslado que
por acuerdo de la Junta de Representantes de la Federación
de Asociaciones de Ingenieros Industriales celebrada el
pasado jueves 16, podríamos reconsiderar nuestra posición
en el caso de que se modificara el redactado en el sentido de
que la incorporación de cualquier nueva Asociación debiera
contar con la unanimidad de las 9 Asociaciones Fundadoras;
o lo que es lo mismo, sin expresa oposición alguna.
Para finalizar quisiéramos realizarles una última petición
adicional. Valoren la información que les hemos aportado,
debatamos cuanto se precise sobre ella y, si así lo creen,
voten en conciencia impidiendo con su voto la aprobación
de estos Estatutos que, seguramente, llevarán a que esta
Institución pierda su propio sentido fundacional.
Muchas gracias.
14
` LOS COMPAÑEROS DE CANTABRIA
ORGANIZARON LA MESA REDONDA ”LA LEY
OMNIBUS Y LA SEGURIDAD INDUSTRIAL”
El pasado mes de diciembre tenía lugar en Hotel Bahía de
Santander la Mesa Redonda “La ley ómnibus y la seguridad
industrial”, continuación de las diversas acciones emprendidas
por los Ingenieros Industriales de dicha Comunidad tras la
publicación del Real Decreto 1000/2010.
Moderada por el Decano del Colegio, Pedro Hernández
Cruz, contó con la participación de los compañeros Luis
Manuel Tomás Balibrea -Presidente de la FAIIE-, Alfredo
Madrazo Maza -Alcalde de Riotuerto-, y Martín Vega
Uribarri -Jefe de Servicio de la DG de Industria del Gobierno
de Cantabria-.
Los
intervinientes abordaron temas como las
repercusiones negativas de la Ley ómnibus (especialmente
en lo que se refiere a la protección del ciudadano), las
reacciones de las Administraciones Regionales ante su
entrada en vigor (las actuaciones para minimizar esos efectos
emprendidas en CCAA tales como Andalucía, Aragón,
Cataluña o Galicia), y la problemática ante la que ahora se
enfrentan los compañeros en las Administraciones Públicas.
Ante las perspectivas nada halagüeñas que se vislumbran
para nuestras instituciones, una de las opciones que más
interés despertó entre los asistentes fue la de, siguiendo
el modelo de las Cajas de Ahorro, generar fusiones frías
entre los Colegios de varias CCAA, al objeto de compartir
servicios, así como otorgar un mayor protagonismo a las
Asociaciones que, al estar reguladas por el derecho privado,
podrían encargarse de realizar la acreditación profesional,
admitiendo en su seno tan solo a profesionales con la debida
formación académica.
enieria Industrial
` EL CONSEJO GENERAL DE INGENIEROS
INDUSTRIALES DENUNCIA, ANTE LA JUSTICIA, EL
“MASTER DE INGENIERÍA INDUSTRIAL” DE LUGO
Tras tener conocimiento la Junta de Decanos del Consejo
General de que en la Facultad de Ciencias de Lugo había
comenzado este año a impartirse un “Máster en Ingeniería
Industrial”, de tan solo 90 créditos, sin que el Colegio de
Galicia hubiera participado en la elaboración del plan
de estudios se comenzó a recabar información. Según la
disponible en la web de ANECA dicho título no daba lugar
a la profesión regulada de Ingeniero Industrial, aunque
según lo publicado en la web de la Universidad de Santiago
de Compostela (USC) sí que se otorgaba dicha condición.
Desde el Consejo se realizó una gestión con responsables
de ANECA para intentar aclarar esta cuestión y, si bien no
se llegó a conseguir contestación, a resultas de la consulta
ANECA procedió a modificar la información de su web que
pasó a indicar que sí que daba lugar a nuestra profesión.
El análisis que el Consejo General realizó de la Memoria
de Verificación del Plan de Estudios presentada a ANECA
permitió conocer que la USC había considerado innecesario
incluir complementos formativos para el acceso de los
Ingenieros Técnicos Industriales a este Máster, lo que unido
a las gravísimas deficiencias en la estructuración del plan de
estudios (como ejemplo, se cursa la asignatura de Estructuras
Metálicas y Hormigón sin que los alumnos dispongan
de conocimientos previos sobre elasticidad, resistencia
de materiales y/o teoría de estructuras), inexistencia del
profesorado con el perfil curricular adecuado y grandes
carencias en infraestructuras para el desarrollo de la docencia
práctica, llevó a nuestro Consejo a autorizar el inicio de
acciones jurídicas contra el mismo.
Hasta el momento se han presentado dos recursos
Contencioso-Administrativo: el primero ante el Tribunal
Superior de Justicia de Galicia, contra del Decreto de
autorización e implantación de estas enseñanzas por parte
de la Xunta de Galicia (DOC 23/09/2010); y el segundo
ante el Tribunal Supremo, contra el Acuerdo de Consejo de
Ministros (BOE 16/12/2010) que, basándose en el informe
de ANECA, establece el carácter oficial del título.
Por una parte la USC aseguró haber contado con nuestro
colectivo profesional en la elaboración del plan de estudios;
sin embargo, ante el reto lanzado por Tomás Balibrea de
que se demostrara nuestra participación con las simples
citaciones o actas a las reuniones, la USC no pudo responder.
El Consejero de Educación de Galicia, que llegó a manifestar
que la competencia de la aprobación del Máster correspondía
a ANECA, fue rebatido por el Presidente de la FAIIE que
le recordó que la competencia última de implantación de
estudios correspondió al Gobierno de Galicia. El Ministerio
de Educación manifestó que, puesto que en las Comisiones
de ANECA existen profesionales, el colectivo profesional
se encontraba representado; argumentación que también fue
rechazada recordándole al Ministerio que, en primer lugar y
pese a que hay al menos tres cartas a la dirección de ANECA
solicitando la incorporación de compañeros en su Comisión
de Máster, en el momento actual no existe ninguno. Pero
es que, aun cuando hubieran existido, son personas que
actúan a título individual, firmando un compromiso de
confidencialidad y que, por tanto, no pueden representar a
colectivo alguno. También los alumnos matriculados en los
estudios expresaron su malestar por el desprestigio al que se
les estaba sometiendo; a ello se contestó mostrando el escrito
enviado un año antes al Ministerio de Educación expresando
nuestra disconformidad con el procedimiento existente para
aprobación de títulos universitarios, que deja al margen a
las instituciones profesionales durante todo el proceso de
tramitación, existiendo como único recurso la impugnación
cuando se tiene conocimiento de su existencia. Lo que en
los casos de precipitaciones universitarias –como el que nos
ocupa- motiva que suceda cuando ya se encuentran hasta
matriculados los alumnos.
También el Concello y la Diputación de Lugo se han
sumado a la polémica al considerar que en el fondo de la
cuestión lo que existe es un ataque contra el municipio; algo
que Tomás Balibrea ha negado con rotundidad desde el primer
momento evidenciando las más que palpables deficiencias
objetivas con las que han sido puestos en marcha los estudios;
información que se ha trasladado a todos los grupos políticos.
Cuestión que, lejos de considerarse cerrada, sin duda, dará
nuevamente que hablar en los próximos meses.
Con la finalidad de dar a conocer a la sociedad gallega la
irregular situación de estos estudios, que comenzaron a ser
impartidos por la USC antes de contar con la consideración
de titulación oficial y sin recabar la preceptiva participación
de nuestro colectivo, el 09/12/10 se organizó una rueda de
prensa con presencia del Presidente de la FAIIE en la sede
colegial de Lugo, que posteriormente dio lugar a casi tres
semanas de controversia en los medios de comunicación.
15
Sociedad e Ingen
compañero Joan Rosell Lastortras. Ingeniero Industrial por
la Universidad Politécnica de Barcelona ha ocupado, entre
otros cargos, los de Director General de Juguetes Congost
S.A.(1983-1992) y las Presidencias de ENHER (1996-1999),
FECSA-ENHER (1999-2002), Corporación Uniland (20052006), OMB, Sistemas Integrados para la Higiene Urbana,
Congost Plastics, Instituto de Logística Internacional,
Fundación ANIMA, y Fomento del Trabajo Nacional (desde
1995). Ha sido miembro de consejos de administración de
numerosas empresas, como Siemens España, Endesa Italia,
Endesa, Applus Servicios Tecnológicos, Aguas de Barcelona,
Port Aventura Entertaiment, Master S.A. de Ingeniería,
Airat S.A, Comité de Inversiones Miura Private Equity y
Criteria Caixa Corp, así como patrono de la Fundación del
FC Barcelona. Le deseamos mucha suerte al frente de esta
nueva responsabilidad, desde la que esperamos contribuya
a promover una mayor implicación de los empresarios
españoles en la defensa del papel de la ingeniería española.
` SE NOS JUBILÓ JORGE MERINO
El pasado 30 de septiembre, tras 43 años de incansable
trabajo el frente de la Administración del Consejo General
y de la FAIIE, se nos jubiló Jorge Merino Domínguez.
Conocido por todos como la “memoria histórica” que ha visto
pasar a tantos Presidentes, Decanos, Secretarios Técnicos,
personal y compañeros colaboradores de las actividades de
nuestras Instituciones, sin duda constituye todo un magnífico
ejemplo de quien, en su puesto de trabajo, con esa discreción
y capacidad de servicio que siempre le caracterizaron, supo
conjugar la lealtad hacia sus superiores con la de la profesión
para la que trabajaba. Dedicación que le fue reconocida
durante el Almuerzo Homenaje de Despedida que el 25 de
noviembre le ofrecieron los Decanos y sus compañeros de
trabajo, y al que asistió acompañado por quienes ahora ya
no tendrá excusas para no dedicarle todo su tiempo: esa
maravillosa familia que, al igual que su trabajo, ha sabido
configurar armónicamente durante el transcurrir de estos
años. ¡Que la disfrute durante muchos años!.
` UN INGENIERO INDUSTRIAL PRESIDENTE DE LA
CEOE
El pasado 21 de diciembre, con el 62% de los votos,
resultaba elegido como nuevo Presidente de la Confederación
Española de Organizaciones Empresariales nuestro
16
` INTERCAMBIO DE PUNTOS DE VISTA CON LOS
DELEGADOS DE ESTUDIANTES DE LAS ETSII
En el marco del XXIX Congreso de Estudiantes de
Ingeniería Industrial, celebrado en Zaragoza el 19 de
noviembre, el Presidente de la FAIIE y el Secretario
Técnico del Consejo General debatieron con los Delegados
de Alumnos de las ETSII en referencia a aquellas
problemáticas profesionales que los alumnos consideraron
de interés al considerar que repercutirán en su futuro
laboral: la devaluación de la formación universitaria de
ingeniería (Ingenieros del ámbito industrial formados en las
enieria Industrial
Academias Militares; Ingenieros de la Edificación; Grados
y Másters con deficiencias formativas que, sin embargo,
otorgan atribuciones profesionales del ámbito industrial);
el deficiente papel realizado por ANECA y el exagerado
número de titulaciones existentes; las repercusiones de la
entrada en vigor del RD 1000/2010 y la situación de caos
generada por las divergentes regulaciones emprendidas por
las CCAA; la disparatada situación que podría generar la Ley
de Servicios Profesionales; el nulo papel de coordinación en
cuestiones de política y seguridad industrial desarrollado
por el Ministerio de Industria; y las tendencias de futuro en
cuanto a organización profesional. Cuestiones que resultaron
de gran interés para los estudiantes, como evidenció el hecho
de que el coloquio, inicialmente previsto con una duración
de media hora, acabaría prolongándose durante más de tres.
` EL DIRECTOR GENERAL DE INDUSTRIA
DEL MINISTERIO DE INDUSTRIA RECHAZA
ENTREVISTARSE CON LOS REPRESENTANTES DE
LA INGENIERÍA INDUSTRIAL
Ante el desconcierto que en los compañeros está generando la desigual aplicación del RD 1000/2010 sobre visado
colegial obligatorio en las diferentes Comunidades Autónomas, los Presidentes de los Consejos Generales de Ingenieros
Industriales e Ingenieros Técnicos Industriales se dirigieron
conjuntamente por escrito el 22/10/2010 al Director General
de Industria del
Ministerio
de
Industria, Turismo
y
Comercio
solicitándole
una entrevista
para abordar
esta cuestión.
Con
fecha
04/11/2010 se
recibió contestación del citado DG argumentando que
el asunto no era
competencia de
la DG de INDUSTRIA, por
no encontrarse
incluidas en él
ninguna de las
actividades reguladas en los
Reglamentos
de
Seguridad
INDUSTRIAL.
La contestación,
que generó un
gran malestar por
cuanto evidencia
el absoluto desinterés y dejación
del Sr. Candil
hacia las cuestiones INDUSTRIALES, ha motivado
la remisión de un
nuevo escrito conjunto, en este caso
a la Secretaria General de Industria,
transmitiéndole el
malestar de ambos
colectivos y solicitando dicha reunión ante este cargo de mayor rango.
Comunicación que
también se ha hecho llegar a los responsables de Industria
de las Comunidades Autónomas para que, en el marco del
Consejo de Seguridad Industrial, repudien la actuación de
este responsable ministerial.
17
¿Cómo han evolucionado los
temas de nuestros artículos
de investigación?
DYNA ha vuelto la vista atrás, revisado los artículos publicados en los últimos cinco
años que podían considerarse de investigación aplicada y se ha dirigido a sus autores
originales para que nos comentasen la evolución actual de las conclusiones expuestas
en su día. Para ello les ha ofrecido transmitir en estas mismas páginas los comentarios
que nos aporten sobre:
- Las aplicaciones reales de las técnicas, programas, sistemas, equipos, etc., expuestos
en su artículo, bien sea por los mismos autores o por otros usuarios o empresas.
- La evolución de los mismos conceptos a lo largo del tiempo transcurrido hasta
ahora, bien incorporados en nuevas investigaciones de los autores o desarrollados
por otros.
- El estado actual del arte, respecto a lo planteado en el artículo, a través de
experiencias propias de los autores o ajenas, así como cualquier otra opinión
respecto al tema tratado.
Agradecemos a los autores consultados las interesantes respuestas que puedan aportar
a nuestras preguntas.
FACTS PARA MEJORAR LA EFICACIA Y LA CALIDAD DE LOS SISTEMAS DE
TRANSMISIÓN DE CORRIENTE ALTERNA
Rolf Grünbaum Ingeniero eléctrico (ABB AB)
Publicado en DYNA (diciembre 2008)
RESUMEN DEL ARTÍCULO ORIGINAL
El sector del suministro eléctrico está experimentado una transformación a raíz de la liberalización y la distensión política y
económica en muchas partes del mundo. Este nuevo entorno del mercado pone de relieve una creciente demanda de flexibilidad
y calidad de la energía. El intercambio de energía eléctrica entre países también está cobrando fuerza y la energía eólica
está empezando a representar una contribución importante al balance de generación de energía. Mediante el sistema FACTS
(Sistemas de Transmisión Corriente Alterna Flexible) se puede transmitir más potencia con una disponibilidad in-interrumpida
y una inversión inferior o, en algunos casos, incluso muy inferior en términos de coste y tiempo a lo que costaría obtener lo
mismo con redes más extensas. Además, en muchos casos es posible ahorrar dinero gracias a una reducción de las pérdidas
de transmisión de energía. Desde el punto de vista medioambiental, el FACTS permite la transmisión de energía con menos
repercusión en el trazado de lo que sería posible de otro modo. Además, el ahorro en la pérdida de transmisión puede dar lugar
a una correspondiente reducción de la necesidad de generación de energía.
COMENTARIO ACTUAL
Rafael Portales (ABB, S.A.) PSS/PSG Technology Manager
INCREMENTO DE RENOVABLES EN LA RED DE TRANSPORTE MEDIANTE EL USO DE TECNOLOGÍAS FACTS
(El proyecto TWENTIES)
Nuestra sociedad moderna depende cada vez más de la disponibilidad y el suministro adecuado de la energía. La
desregularización del mercado eléctrico y su privatización han contribuido a que la energía eléctrica sea fácilmente accesible
y se haya convertido en un bien común. Sin embargo, las cada vez más estrictas restricciones económicas, políticas y
medioambientales, limitan la inversión en nueva infraestructura eléctrica. Esta situación es objeto de preocupación de países y
gobiernos, los cuales están embarcados en el impulso de nuevas políticas energéticas basadas tanto en un uso eficiente de las
instalaciones ya existentes (generación, transmisión y distribución), como en la inversión en nuevos conceptos que proporcionen
mayor flexibilidad a la red actual garantizando un incremento de la penetración renovable dentro del mix de generación.
18
Dyna Febrero 2011
Evolución
ABB trabaja a nivel global en el continuo desarrollo e integración de estos conceptos en la red, este es el caso por ejemplo de
los sistemas FACTS y las redes de transporte. Dentro de este sector de trabajo, el Grupo ABB, comprometido con la sostenibilidad,
colabora junto con REE en un proyecto lanzado por la Unión Europea, por la apuesta de una integración progresiva de las energías
renovables (especialmente las de tipo eólico) en las redes actuales. En el proyecto TWENTIES, como se denomina a esta iniciativa de
I+D, se integran 26 empresas e instituciones de referencia mundial en el sector eléctrico, con el objetivo de avanzar significativamente
en el desarrollo y la implantación de nuevas tecnologías que faciliten una incorporación masiva de la generación eólica en el sistema
eléctrico europeo, eliminando posibles barreras que dificultan la incorporación de más energía eólica on-shore y off-shore.
Dentro del proyecto TWENTIES, ABB está comprometida en investigar como aumentar la flexibilidad de la red mediante el uso
de dispositivos FACTS (Flexibles AC Transmisión Systems). REE trabajará en esta área con su investigación sobre parámetros de
operación alternativos que mejoren la seguridad del sistema, y nuevos dispositivos de control de flujos de energía que optimicen
la capacidad de la red para evacuar mayor cantidad de producción eólica. El incremento de la penetración eólica en la red actual
contribuirá a alcanzar en 2020 los objetivos marcados por la EU en materia energética; el famoso “202020”, 20% de reducción de
emisiones de CO2, 20% en mejora de eficiencia energética y un 20% de energía consumida procedente de energías renovables.
Soluciones FACTS y el “Overload Line Controller”
La solución propuesta está basada en un sistema discreto de reactancias serie, proporcionando un control eficaz en las
condiciones de transporte de energía, limitando condiciones de sobrecarga del sistema, y con la capacidad de limitar los niveles
de carga de la línea ante señales discretas enviadas por el operador. El sistema discreto de reactancias está articulado en varios
escalones, diseñados en base a un control digital, cubriendo todo el rango disponible de impedancia. El dispositivo estará dotado de
un sistema de control con alta velocidad de respuesta (mínimo tiempo del orden de mili-segundos), capaz de responder a señales de
referencia externas (proporcionadas en el centro de control o por el operador) y a mediciones y/o alarmas procedentes del sistema
(sobrecargas). Adicionalmente, se pretende dotar a la solución de un diseño, modular y compacto, permitiendo su escalabilidad y
flexibilidad de ubicación.
Como parte del proyecto, la solución se integrará en serie en uno de los corredores principales de la red española de 220 kV
en la zona de Aragón-Navarra. Ante determinadas condiciones de contorno de generación y demanda, y diferentes eventos, la
zona escogida ve limitada su capacidad de transporte por sobrecarga de dicho corredor. Las soluciones disponibles actualmente
para limitar esos niveles de carga pasan por cambios topológicos de la red o limitaciones de generación eólica en dicha zona de
influencia. Mediante la integración de la nueva solución se puede disminuir e incluso eliminar la problemática observada con
el consecuente aumento de la generación renovable que puede permanecer en operación. Adicionalmente a los reactores (tres
reactores en esta aplicación específica), incluye sistemas y equipos de protección y medida, interruptores principales y de by-pass
de conexión al corredor de estudio, así como unidades de control y sincronización.
Uno de los principales retos en el diseño de esta solución es el control de las maniobras de conexión y desconexión de los
reactores durante el funcionamiento del FACTS, para limitar los valores de sobretensión en las conmutaciones, preservando la vida
útil del equipo. ABB realiza minuciosos estudios de diseño con objeto de definir los elementos. El sistema de control de ABB para
soluciones FACTS, MACH2, proporciona la fortaleza y flexibilidad para implementar dichas actuaciones sin la necesidad de aplicar
elementos adicionales.
La solución propuesta “overload line controller” viene a complementar el portfolio de soluciones disponibles de control de
potencia en sistemas de transporte. Dicho portfolio cubre las principales funcionalidades exigibles en una red de transporte,
pudiéndose indicar como características particulares de alguna de ellas las que se mencionan a continuación:
1. Transformadores desfasadores:
- Control de flujo en las líneas a través del ángulo desfasador, con posibilidad tanto de limitar como de impulsar potencia
(rango capacitivo e inductivo de la impedancia).
- Alto grado de regulación (número de escalones) y probada fiabilidad de operación.
- Tiempos de respuesta limitada. Acción correctiva en régimen de post-contingencia que permite operar a los sistemas
próximos a sus límites térmicos de forma segura.
2. Compensación serie tipo TCSC:
- Capacidad tanto de limitación como de aumento de potencia (rango capacitivo de la impedancia).
- Alta velocidad de regulación (del orden de ms) y alta capacidad de maniobras diarias (número de maniobras día).
- Actuación tanto en régimen estacionario como transitorio.
3. OLC (“overload line controller”):
- Capacidad de reducir el flujo de potencia de forma sencilla y con tiempos de respuesta del orden de fracciones de segundos
a algunos segundos.
- Facilidad de desmontaje y montaje; se trata de varios elementos, de probada fiabilidad, conectados en lugar de una
solución tipo “bloque”.
- Alta relación coste-funcionalidad para operaciones de red en régimen de contingencia y operación normal.
Los resultados de los trabajos englobados dentro del proyecto TWENTIES se integrarán en un estudio donde se evaluará el
impacto potencial de la aplicación progresiva de las soluciones probadas, identificadas como necesarias para la red de transporte
del sistema eléctrico europeo en el horizonte del año 2010, en línea con los objetivos del Plan Estratégico Europeo de la Tecnología
Energética.
Dyna Febrero 2011
19
Noticia
Nanocables de cobre para células solares
y pantallas flexibles
Fuente: Universidad de Duke
U
n equipo de químicos
de la Universidad Duke
en Estados Unidos ha
perfeccionado una forma simple
de fabricar en grandes cantidades
diminutos nanocables de cobre.
Estos conductores son lo bastante
pequeños
como
para
resultar
transparentes. Esto y su bajo coste los
hacen ideales para las células solares
de películas delgadas, las pantallas
delgadas para monitores o televisores y
las pantallas flexibles. Los nanocables
hechos de cobre funcionan mejor que
los nanotubos de carbono y son mucho
más baratos que los nanocables de
plata.
Las pantallas delgadas de última
generación para monitores o televisores
producen las imágenes por medio de
un conjunto de píxeles electrónicos
conectados por una capa conductora
transparente hecha de óxido de estaño
e indio (ITO, por sus siglas en inglés).
El ITO también se usa como electrodo
transparente en las células solares de
película delgada.
Pero el ITO tiene desventajas: es
quebradizo, por lo que resulta poco
apropiado para las pantallas flexibles.
Además, su proceso de producción es
ineficiente y resulta caro.
El equipo de Benjamin Wiley,
profesor de química en la Universidad
Duke, ha demostrado ahora que el
cobre, mil veces más abundante que
el indio, puede usarse para hacer una
película de nanocables transparente y
conductora.
Los nanocables de plata también
funcionan bien como conductores
transparentes, pero obviamente la
plata, como el indio, es un material
escaso y caro. Otros investigadores han
estado intentando mejorar la eficacia
de los nanotubos de carbono como
conductores transparentes, pero no han
ten ido mucha suerte.
El hecho de que los nanocables de
cobre sean más baratos y funcionen
bien, los perfila como un material muy
prometedor para superar los obstáculos
con los que se enfrenta el ITO. ■
Usan la luz solar para eliminar los contaminantes
emergentes de las aguas residuales
Fuente: Universidad Politécnica de Valencia
I
nvestigadores de la Escuela
Politécnica Superior de Alcoy
(EPSA) de la Universidad
Politécnica de Valencia (UPV)
han desarrollado un nuevo sistema
que permite eliminar los restos de
contaminantes emergentes, como
los fármacos o los plaguicidas, de
las aguas que salen de las estaciones
depuradoras de aguas residuales. El
sistema aprovecha la luz del sol para
depurar las aguas, un proceso que no
supone un gasto energético elevado.
El sistema se basa en un proceso
que se conoce como fotocatálisis
20
solar y que destaca por su rentabilidad
económica y por su reducido
gasto energético. Las depuradoras
convencionales, tanto urbanas como
industriales no son capaces de eliminar
los restos de analgésicos, antibióticos,
pesticidas y otros contaminantes
emergentes presentes en las aguas
que reciben. Todos estos compuestos
tienen en común que son poco o nada
biodegradables y por tanto refractarios
a
los
tratamientos
biológicos
convencionales.
Las primeras pruebas realizadas
con la tecnología desarrollada desde
los laboratorios de la EPSA han dado
unos resultados altamente positivos,
situando la concentración en el agua de
dichas sustancias por debajo del límite
de detección, en cantidades que ya no
afectan a los ecosistemas.
El sistema permite así mejorar
notablemente la calidad de las aguas
salientes de las depuradoras. Además,
frente a otros sistemas existentes
para eliminar los contaminantes
emergentes, como los basados en el
uso de membranas o de ozono, la
aplicación de la fotocatálisis aporta una
ventaja fundamentalmente económica
y de simplicidad del sistema. Con este
sistema, el único gasto de energía es el
que genera el bombeo de agua por el
interior de la planta. ■
Noticia
La competitividad española se desploma
en la clasificación del WEF
Autor: Ignacio Fdez. de Aguirre
C
omo todos los otoños, el
WORLD
ECONOMIC
FORUM presenta su informe
sobre la competitividad mundial,
siguiendo
unos
procedimientos,
quizá discutibles, pero sólidamente
establecidos desde hace varios años.
DYNA ofreció en octubre de 2008
y en octubre de 2009, los datos
correspondientes a la clasificación de
España con el desglose de conceptos
que la componen. Tocaba ahora hacer
balance del período 2010-2011, y ello
nos depara un resultado nada halagüeño.
Reproducimos el comentario que
figura en el texto explicativo de la
clasificación.
“España ha caído este año al puesto
42 con un retroceso de 9 posiciones. El
declive es en gran parte atribuible a
una cada vez más negativa valoración
de los mercados laboral y financiero,
así como al nivel de complejidad
para hacer negocios en el país.
Los resultados de la competitividad
española continúan siendo favorecidos
por la amplia dimensión del mercado
accesible a las empresas nacionales, la
intensa incorporación de tecnología,
la infraestructura de primera línea y la
cada vez mejor educación y formación.
El mayor tema de preocupación queda,
sobre todo, en el extremadamente
rígido mercado laboral, que desanima
la creación de empleo, asunto de
particular gravedad considerando
el alto y persistente desempleo en el
país.”
Elaborado este año con 139
estados, la clasificación se encabeza
por Suiza, Suecia, Singapur, Estados
Unidos, Alemania y Japón, por ese
orden, y concluye con Zimbabwe,
Burundi, Angola y Chad, en los últimos
lugares. Es de apreciar que el retroceso
español, más que a una baja notable
de puntuaciones, se debe al avance de
países en desarrollo que van situándose
en puestos de cabeza.
En lo que respecta a España, es
interesante desglosar, al menos, los
componentes primarios, como podemos
Complementariamente, el informe
ofrece el resultado de una encuesta
realizada entre especialistas a los que
se presentaban 15 factores, de los que
debían elegir 5, clasificados del 1 al 5,
como los más problemáticos para el
desarrollo de los negocios en el país.
1º concepto: Instituciones..................................................................53 (4,3)
2º concepto: Infraestructuras .............................................................14 (5,7)
3º concepto: Estabilidad macroeconómica ........................................66 (4,6)
4º concepto: Salud y educación primarias.........................................49 (6,0)
Requisitos básicos ...........................................................38 (5,1)
5º concepto: Educación y formación superiores ...............................31 (4,9)
6º concepto: Eficiencia del mercado de productos ............................62 (4,2)
7º concepto: Eficiencia del mercado laboral .....................................115 (3,9)
8º concepto: Sofisticación del mercado financiero ...........................56 (4,3)
9º concepto: Disponibilidad de tecnología ........................................30 (4,6)
10º concepto: Dimensión del mercado ..............................................13 (5,5)
Promotores de eficiencia ................................................32 (4,6)
11º concepto: Sofisticación de los negocios ......................................35 (4,5)
12º concepto: Innovación ..................................................................46 (3,5)
Factores de innovación y sofisticación ..........................41 (4,0)
Índice Global de Competitividad 2010-2011 .................................42 (4,5)
Índice Global de Competitividad 2009-2010 (133 países)................33 (4,6)
Índice Global de Competitividad 2008-2009 (134 países .................29 (4,7)
apreciar en la tabla que facilita el
puesto de orden en la clasificación
específica de cada uno y su puntuación
entre 1 y 7:
Como era de esperar, las causas que
encabezan la encuesta, reflejan de
nuevo, los problemas de raíz de nuestra
competitividad. ■
LOS FACTORES MÁS PROBLEMÁTICOS PARA HACER NEGOCIOS EN ESPAÑA
Para acceder al informe completo y otros documentos: www.weforum.org.
Dyna Febreo 2011 • Vol. 86 nº1
21
CAMBIO Y DESARROLLO SOCIAL
El efecto de internet sobre la inteligencia
Geneviève Grimm-Gobat
6307.01 EVOLUCIÓN DE LAS SOCIEDADES
El efecto de internet
sobre la inteligencia
La navegación on-line genera una lectura de nuevo tipo. ¿Podría esta modalidad,
a modo de “cogitus interruptus”, modificar nuestras conexiones neuronales?
Fuente: REFLEX de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (Suiza)
Autor: Geneviève Grimm-Gobat
Al enfrentarse a una importante innovación en la
disposición de los medios de comunicación, el sociólogo
canadiense Marshall McLuhan planteó en 1969 y en una
célebre entrevista en la revista Playboy, que “el sistema
nervioso central produce una anestesia auto-protectora
que le inmuniza contra la conciencia plena de lo que le
llega”. El nuevo entorno creado por una innovación “no
se hace plenamente visible más que después de ese reemplazamiento: siempre tendremos un período de retraso en
nuestra visión del mundo”. No podremos, pues, comprender
lo ocurrido hasta después de haber sufrido el impacto.
Apoyándose en este aviso, no podían tardar los
diagnósticos alarmistas en cuanto a las repercusiones
de Internet. Entre los que gritan “¡Que viene el lobo!” se
encuentra el ensayista americano Nicholas Carr que en su
artículo “¿Nos vuelve Google estúpidos”, aparecido en el
número de julio-agosto del 2008 en Athlantic Monthly, creó
un pequeño tsunami sobre la web. Describe una revolución
numérica que nos transformaría en “obesos mentales cebados
de información”. Un mes más tarde, Der Spiegel cubrió el
tema con esta pregunta: “¿Internet nos vuelve idiotas?”.
El escritor británico Mark Bauerlein participa en este
debate, viendo en la generación NET “la generación más
estúpida” y, de hecho, es el título de su obra Dumbest
Generation. Aun más catastrofista, el periodista alemán
Franz Schirrmacher habla de “demencia digital”. El
escritor Alessandro Baricco percibe una mutación quasi
genética que nos amenazaría con “respirar por las branquias
de Google”. ¡Menudo panorama!
Nuestro cerebro se ha adaptado a la escritura, a la imprenta,
a la radio y a la televisión. “Más que cualquier otro órgano,
el cerebro está concebido para evolucionar en función de la
experiencia por una función llamada la neuroplasticidad”,
asegura Rouland Jouvent en “El Cerebro Mágico” (Odile
Jacob). Pero, ¿cómo se adaptará nuestro cerebro a internet?
La navegación en la web, con sirenas que suscitan
incesantes cambios de rumbo, engendra la lectura de un
nuevo tipo, que no se hace de una forma lineal sino diagonal,
una especie de “cogitus interruptus” muy inquietante. ¿No
se preocupaba Sócrates en su tiempo por el avance de la
escritura, a sus ojos una grave amenaza para la memoria?
¿Estarán nuestros cerebros analógicos en vías de convertirse
en cerebros numéricos? Esperemos que los neurólogos nos
digan lo que ganaríamos y perderíamos con el cambio.
Un vídeo en YouTube por un lado, después una información
por e-mail, enseguida a Twitter, después colgar el comentario
en Facebook: las exigencias de la web suponen otras tantas
repercusiones sobre las diferentes zonas cerebrales puestas
en juego. ¿No transformará esta multitarea al internauta en
una “mente hinchada”? Cuando los científicos buscan en los
que ejercen multitareas funciones cognitivas más avanzadas
y creativas, esperan siempre encontrarlas. Pero, al contrario,
lo que han puesto en evidencia son déficits de atención
(estudio llevado a cabo por Clifford Nass en la Universidad
de Stanford, agosto 2009). ¿Se puede deducir de ahí una
regresión de la inteligencia….?
Algunos componentes de la inteligencia, tal como se
definía hace poco, han perdido su importancia, en particular
la memoria, ante otras competencias emergentes. A lo largo
del tiempo no han cesado de evolucionar definiciones y
tentativas de medir la inteligencia. No es asombroso que el
ciberespacio haga acelerar estas variaciones.
¿Habrá nuevas aptitudes originadas por el uso de estos
nuevos medios? Los científicos están convencidos de que la
memoria a corto plazo y la memoria en la tarea (“working
memory”) son mejores “predictores” para la vida escolar y
profesional que los actuales tests de coeficiente intelectual.
Tracy Alloway, directora del Centro para la Memoria y
el Aprendizaje de la Universidad de Stirling (Reino Unido)
ha llevado a cabo un trabajo de larga duración comparando
el valor predictivo de los tests de coeficiente intelectual y los
que llama “tests de juegos” – medición que tiene en cuenta la
habilidad para retener y combinar informaciones durante un
breve período de tiempo. Estos últimos se han mostrado más
capaces de predecir la evolución posterior en un centenar de
niños observados sobre un período de seis años. ■
NOTA DE LA REDACCIÓN
Los interesados en recuperar el artículo “¿Nos vuelve Google estúpidos” de Nicholas Carr puede hacerlo en el enlace
http://www.theatlantic.com/magazine/archive/2008/07/is-google-making-us-stupid/6868/
22
Transcripción
Noticia
Proceso que reduce
el gasto en la
transformación del titanio
Fuente: OPTI
E
Los métodos tradicionales para la fabricación de
grandes piezas aeroespaciales de titanio pueden
tener pérdidas de hasta el 95% de la materia prima,
no obstante, un consorcio internacional está comercializando
una nueva técnica que promete reducir o incluso eliminar los
desperdicios.
Ésta técnica, llamada shaped metal deposition (SMD), crea
componentes a partir de un hilo de soldadura, normalmente
una aleación de titanio o acero aeroespacial, lo que reduce
la necesidad de mecanizar la pieza para conseguir el diseño
final.
Rolls Royce fue la empresa que desarrolló y patentó
esta tecnología hace años pero ha sido un grupo de
investigadores el que, en los últimos tres años, ha trabajado
para automatizar completamente el proceso, ya que éste
necesita una monitorización y control constantes por parte de
un operador.
Estos investigadores, que han trabajado en el proyecto
RAPOLAC “Rapid Production of Large Aerospace
Components”, provienen de ocho instituciones académicas e
industriales de Reino Unido, Bélgica, Italia y Argentina.
El sistema desarrollado incluye un brazo robótico que
lleva un cabezal de soldadura TIG, operando en una célula
hermética llena de gas argón. El robot soldador sigue una
trayectoria marcada por un modelo en CAD.
Durante el proceso, el metal se va depositando en un
soporte dentro de la máquina, mientras que el hilo de
soldadura es alimentado de forma continua a través de una
carrete anexo a la máquina. Pese a que el robot utiliza un
cabezal de soldadura, el proceso es diferente al de la soldadura
normal, ya que no consiste en unir dos partes, sino en crear
piezas desde cero.
Los resultados del proyecto han demostrado el éxito del
mismo, ya que se ha logrado un sistema de control automático
que elimina la necesidad de una supervisión continua.
Uno de los investigadores asegura que el sistema de
control utiliza un rango de sensores para medir el margen
entre la descarga por arco de plasma y el hilo. Los datos se
procesan en tiempo real, para calcular la cantidad exacta
necesaria de hilo para alimentar el proceso. Esto, además
garantiza la estabilidad del mismo.
Gracias a este proyecto se han producido seis tipos de
piezas prototipo para diferentes empresas aeroespaciales y ya
se ha tenido contactos con empresas de otros sectores, como
el médico o el de automovilismo. ■
Noticia
EL ALUMINIO. Un material muy usado
pero poco eco amigable
E
l aluminio es uno de los
materiales más populares y
tiene cada vez más demanda
a nivel mundial, pero es también el
material menos eco amigable. Producir
una tonelada de aluminio genera 13
toneladas de desechos, compuestos por
rocas y sedimentos tóxicos.
Millones de toneladas de desechos
tóxicos están acumulados en distintas
partes del mundo, aumentando la
posibilidad de desastres ecológicos
como el que hace poco ocurrió en
Hungría.
Así mismo, la producción de
aluminio es la que más energía consume,
en comparación con otros materiales.
Sin
Si embargo,
b
ell reciclaje
i l j dde aluminio
l i i
apenas usa un quinto del total de la
energía requerida para su producción
original.
Dos tercios del consumo anual de
este material provienen de la producción
original del mismo y un tercio del
proceso de reciclaje.
Según Klaus Kleinfeld, CEO de
Alcoa, el mayor productor mundial
de aluminio, la alta demanda de este
material, ampliamente utilizado en la
industria del transporte, la construcción,
la ingeniería o el envasado, no podrá ser
cubierta por la oferta.
Es por este motivo que se prevé que
los precios del aluminio se dupliquen
hasta el año 2020.
Este aumento de la demanda ha
hecho que China doble la producción,
de seis millones de toneladas en 2006
a más de 13 millones en 2009. En estos
momentos, China consume el 40% del
aluminio a nivel mundial. ■
Noticia
Los resultados de las pruebas PISA 2009
En el nº 1 de DYNA del pasado año 2010 (febrero) se exponía brevemente el plan de trabajo de estas evaluaciones y los resultados medios obtenidos por el sistema educativo
español. Se hacía hincapié en que las pruebas del año 2006 habían focalizado más intensamente los conceptos científicos, mientras que en las, entonces, recién realizadas en
2009, lo habían hecho sobre la comprensión lectora. Recordamos que la evaluación se hace sobre alumno/as de 15 años del sistema educativo.
Fuente: OCDE-PISA 2009
P
articiparon
en
estas
evaluaciones los 34 países
de la OCDE, que dirige las
mismas, así como 31 más adheridos
voluntariamente. Entre ellos se
cuentan dos comunidades chinas,
no propiamente países, Shanghai y
Hongkong, pero que cuentan como
tales.
Siguiendo el plan previsto,
los cuestionarios presentados se
dirigieron preferentemente a evaluar
en profundidad la capacidad y
comprensión lectora, aunque también se
abordaron los temas de conocimientos
en matemáticas y ciencias.
Para entender la amplitud de
evaluación, por ejemplo en lectura,
ofrecemos el cuadro de aspectos que
se contemplan. No es objeto de esta
noticia adquirir conocimientos sobre
el complejo método tanto de obtener
información como de evaluar los
resultados, sino apreciar la solidez
del trabajo realizado y considerar
los resultados finales como punto
de partida para la toma de acciones
necesarias. Una deficiente situación
del Estado en su conjunto y/o de sus
Comunidades Autónomas, cuyos datos
se ofrecen desglosados, supondrá un
grave lastre para el desarrollo en un
próximo futuro.
En comprensión lectora se han
introducido por primera vez los textos
informáticos, aunque la participación
con ellos debía ser posible y voluntaria.
Entre los 34 países de la OCDE, España
ha ocupado el puesto 26º y entre los
64 totales, el 33º, lo que supone un
pequeño ascenso comparativo con
2006. Es notable la diferencia a favor
de las chicas que para nuestra media
global de 481 puntos, refleja medias
de 467 para los jóvenes y 496 para
ellas. Este margen de diferencia es
sintomático no solo en todos los países
de la OCDE, sino también entre los
adheridos. Shanghai (556) y Corea
(539) son los de mejor puntuación
media lectora y Kirguizistán (314) el
más bajo.
En matemáticas, el puesto español
ha sido el 28º de la OCDE y el 34º
del total, empatado con Italia. Aquí
en cambio, salvo excepciones, los
varones mejoran bastante la media de
las muchachas: para una media global
de 483 puntos, ellos obtienen 493 y
ellas 474. En este caso Shanghai (600)
y Singapur (562) ocupan los primeros
lugares y Kirguizistán (331) el último.
La participación de las comunidades
chinas, con alta puntuación en esta
área, ha ocasionado un ligero descenso
en el puesto global de España.
Las ciencias son el tercer tema
contemplado en la evaluación. España
se encuentra en el 28º puesto de la
OCDE y el 36º del total. En esta
área las diferencias a favor de los
chicos no son tan acentuadas como
en matemáticas, pues para una media
general de 488 puntos, tienen 492,
mientras en las chicas es de 485.
También Shanghai (575) está en el
primer puesto, Hongkong (549) en
el segundo y, de nuevo, Kirguizistán
(330) en el postrero.
No es disponer de una clasificación
el objetivo de las pruebas PISA.
De hecho, solo en muy pocas
informaciones se priorizan puestos por
sus puntuaciones y aquí lo hacemos
a título puramente anecdótico. Pero
a pesar de ello, no cabe duda que
España sigue estando en el vagón de
cola de los países de la OCDE, y que la
irrupción de otros como los bálticos o
del extremo oriente, nos va colocando
en lugares menos ventajosos para
competir en un contexto cada vez más
globalizado. ■
Más información: http://www.oecd.org/edu/pisa/2009
25
Colaboración
La importancia del transporte marítimo
en la industria de la automoción
Autores: Oscar López del Corral-Matías, Alfonso López-Díaz,
Andrés Ortega-Piris, Fernando Blanco-Silva,
Rodrigo Fernández-Sánchez
INTRODUCCIÓN
En el actual entorno industrial, el
sector de la automoción es, actualmente,
uno de los más competitivos. Hay
diferentes elementos que componen
el coste final del vehículo, como son
la compra de piezas a proveedores,
el coste de fabricación, costes de
desarrollo, marketing y publicidad,
etc.
Es evidente, que otro factor de
coste importante es el coste logístico,
derivado tanto del transporte de
piezas y componentes a la planta de
fabricación – lo que se conoce con el
término de logística inbound-, como el
derivado del movimiento de vehículos
terminados desde la planta a los
distintos puntos de venta –denominada
logística outbound. Todo esto viene a
representar aproximadamente un 7%
del coste total del vehículo.
Este coste es aún más importante
hoy en día, debido al actual fenómeno
de globalización, al que no escapan
los fabricantes de vehículos, ya que
muchos de los componentes se reciben
de los llamados países LCC (Low
Cost Countries) como China, India,
Tailandia, etc. y los vehículos se pueden
exportar desde el punto de fabricación
a cualquier lugar del globo, pasándose
así de un modelo logístico más local a
uno más global.
un papel fundamental en la mejora de
la competitividad. Hace unos años, era
muy difícil pensar que un fabricante
ubicado en Europa, se plantease la
posibilidad de traer piezas desde puntos
tan alejados como los mencionados
anteriormente, pues los costes de
transporte eran muy superiores al
ahorro en los costes de fabricación
que se podían obtener. Ha sido en los
últimos años, con el auge y la mejora
de competitividad experimentada
por el transporte marítimo cuando
los fabricantes se han planteado esta
posibilidad, que hoy en día es ya una
realidad.
LOS COSTES LOGÍSTICOS
Hoy en día, las plantas de
producción en España fabrican para
todo el mercado Europeo, por lo
que los vehículos terminados deben
ser distribuidos desde el punto de
producción al punto de consumo.
En la siguiente tabla podemos ver
el coste de transporte por unidad que
tendría un vehículo fabricado en una
planta localizada geográficamente en el
interior de la península, en función del
lugar de destino, para los principales
Destino
mercados en los que se comercializan
dichos vehículos. En ella figura por
separado el coste de transporte por
carretera y el coste de transporte
marítimo.
El coste de transporte por carretera,
incluye el coste de transporte desde
fábrica al puerto de origen más un coste
medio de distribución desde el puerto
en el país destino a los distintos puntos
de venta en dicho país. Así mismo, en
el coste del transporte marítimo ya
se encuentran incluidos otros costes
asociados a este tipo de transporte como
tasas portuarias, almacenamientos en
campas de distribución, seguros, etc.
Observando los valores que
figuran en la tabla se puede comprobar
claramente que el coste del transporte
marítimo es mucho menor que el coste
de distribución por carretera, incluso
siendo las distancias mucho mayores
en el caso del transporte por mar.
Centrémonos ahora en la parte
de la logística que corresponde al
suministro de componentes a las plantas
productivas, la logística inbound.
Hoy en día, hay compañías
automovilísticas que fabrican un
mismo modelo en distintas plantas
del mundo para diferentes mercados,
es decir, para el mercado Europeo lo
Coste transporte
por carretera
Coste trasporte
por mar
Total coste
transporte
España
230 €
----
230 €
Francia
580 €
----
580 €
UK
216 €
250 €
466 €
Alemania
EL PAPEL DEL TRANSPORTE
MARÍTIMO EN LA
COMPETITIVIDAD
290 €
190 €
480 €
Austria
370 €
190 €
560 €
En este marco, la logística, y en
concreto el transporte marítimo, juega
Italia
520 €
160 €
680 €
Rusia
530 €
480 €
1.010 €
26
Colaboración
fabrican en Europa, para Asia en una
planta asiática y para América en una
planta ubicada en ese continente. Un
ejemplo de ello es la compañía de
automoción Nissan, que fabrica sus
4x4 Navara y Pathfinder en España
para el mercado Europeo, en Tailandia
para Asia y en EEUU para América, y
que sigue la misma política con otros
modelos como el Qhasqai (fabricado
en UK y Japón), la furgoneta NV200
(fabricada en España y Japón) o más
recientemente con el nuevo vehículo
eléctrico Leaf, que ha comenzado su
producción en Japón y que en breve
comenzará a fabricarse en EEUU y
Europa. Para hacer que el coste total
por vehículo sea lo más competitivo
posible, las distintas piezas y
componentes son fabricadas en un solo
punto y suministradas a las distintas
fábricas.
El motivo de esta estrategia
empresarial está basado en el hecho de
que la fabricación de una pieza para un
vehículo requiere de una importante
inversión en utillaje –moldes de
inyección, troqueles de estampación,
etc. –. En el periodo de diseño, desarrollo
y asignación de piezas a proveedores,
cuando se estudia la rentabilidad del
proyecto, se comprueba que es más
rentable transportar las piezas desde
un único punto a las diferentes plantas,
que realizar esa inversión en todas las
fábricas de los diferentes proveedores
para elaborar la misma pieza, ya que los
costes logísticos -incluido el transporte
marítimo- compensan los costes de
amortización de las inversiones.
Para documentar lo anteriormente
expuesto podemos poner un ejemplo
real con datos concretos. Por
ejemplo, para un contenedor de 40
pies, cuya capacidad es de unos 60
m3, y asumiendo un porcentaje de
optimización del 70% -es decir, hemos
sido capaces de utilizar como mínimo
el 70% del espacio útil del contenedortenemos los siguientes costes de
transporte marítimo (incluyendo tasas
portuarias), expresados en €/m3, para
tres puntos de origen diferentes, y
teniendo como destino el puerto de
Barcelona.
China
70 €/m3
Japón
49 €/m3
India
56 €/m3
ANÁLISIS COMPARATIVO
Comparemos los costes del
transporte marítimo anteriormente
citados con el coste del transporte de
mercancías por carretera.
La siguiente tabla muestra el coste
medio de transporte por metro cúbico
desde distintos puntos de Europa y
España, donde están ubicados distintos
proveedores de la planta, hasta la zona
centro de la península.
Zona noroeste
21 €/m3
Cataluña
19 €/m3
Francia
47 €/m3
UK
81 €/m3
Alemania
82 €/m3
Polonia
95 €/m3
Hungría
88 €/m3
Italia
80 €/m3
Si
comparamos
los
costes
reflejados en ambas tablas, se puede
comprobar que el coste logístico de
traes las piezas desde China o India es,
en muchos casos, inferior al coste de
traer piezas desde países Europeos aún
estando más próximos.
En el caso de países como India o
China, además de este ahorro logístico,
se consigue un mejor precio en las
piezas, debido a la gran diferencia
existente en el coste de la mano de
obra.
y competitivo. Por ello, varios
fabricantes han establecido los PCC
(Parts Consolidation Center), que
son centros logísticos ubicados en
distintos países, donde se reciben las
piezas de los distintos proveedores de
la zona convenientemente embaladas,
y se cargan en contendores marítimos
optimizados al máximo, para su envío
a las planta de destino.
Para estos centros de consolidación
y posterior distribución de piezas se
buscan ubicaciones con salida al mar
y con fáciles accesos al puerto para la
rápida y económica expedición de los
contenedores marítimos.
Hemos de resaltar que el auge del
transporte marítimo y su demostrada
competitividad, unido a los bajos costes
de fabricación de los países emergentes
han propiciado, que cada vez más, se
busquen fabricantes de componentes
en dichos países, pues a pesar de la
distancia y tal como hemos visto,
es globalmente más económico. Así
mismo, esta circunstancia conlleva a
que los fabricantes se adapten a la nueva
situación, reorganizando su estructura
organizativa al nuevo escenario,
potenciando los departamentos de
logística y transportes y de gestión
aduanera.
Finalmente, queremos remarcar
que actualmente, la mayoría de
las plantas de producción de
automóviles, especialmente las de
nueva construcción, se ubican lo más
cerca posible de salidas al mar. Es el
caso de Nissan y Seat en Barcelona,
Ford en Valencia, PSA en Vigo, o
fuera de nuestras fronteras, Nissan en
Sunderland (UK) o la nueva planta
que dicha marca ha establecido en San
Petersburgo, pues es una clara ventaja
competitiva, ya que esto permite
ahorrar costes logísticos terrestres de
transportar las piezas del puerto a las
fábricas, y de vehículos terminados en
sentido inverso.
CONCLUSIONES
Así pues, el transporte marítimo
demuestra ser altamente rentable
27
Colaboración
Herramienta software para el estudio de la
variabilidad de la frecuencia cardíaca (HRV):
Aplicación a la medida del nivel de alerta en la conducción de vehículos
Autor: Jesús Murgoitio
E
l Centro Tecnológico Robotiker
viene realizando diferentes
actividades en relación con
la monitorización del estado del
conductor de vehículos motorizados,
principalmente
conductores
de
automóviles o camiones para tramos
largos, y los métodos objetivos para
medir el nivel de alerta, en base a la
gran influencia del factor humano en el
número de accidentes de tráfico.
Dentro de estas actividades
se ha desarrollado una aplicación
programada en Labview y compuesta
de tres módulos:
Módulo de adquisición.
Módulo de edición.
Módulo de análisis.
Con el módulo de adquisición se ha
optado por profundizar en la captación
de señales fisiológicas del conductor,
concretamente el ECG y el análisis
de parámetros derivados de la misma
como el HRV (Heart Rate Variability),
cuyo estudio se basa en la detección
28
de la onda “R” dentro del complejo
“PQRST”, más fácil de ser detectada
(eléctricamente, la señal EEG es del
orden de micro-voltios, mientras la
del ECG es de milivoltios). Así, el
sistema de adquisición está formado
por un dispositivo “NI USB 6009”
de National Instruments, y un sensor
“EKG Pro/Flex SA9306” de Thought
Technology LTD.
Existen diversos métodos para
el análisis de la serie RR. Los más
sencillos son los métodos estadísticos
(pNN50, MIRR, MDARR…), basados
en la cuantificación de la serie RR a
partir de medidas estadísticas (media,
desviación estándar…). Como dichos
métodos no pueden separar la cantidad
de variabilidad del ritmo cardíaco
debida a un cierto sistema, los métodos
espectrales se aprovechan de la
virtud que tienen dichos sistemas de
afectar en una banda determinada del
espectro de la serie RR. No obstante,
para realizar una estimación espectral
fiable, se requiere que la serie RR sea
estacionaria. Se ha comprobado que
los tests de estacionariedad son poco
fiables y se recomienda una inspección
visual de la señal, de esta manera el
módulo de edición permite recorrer la
señal y recuperar tramos de la misma
hasta alcanzar porcentajes de “señal
buena” por encima del 99 % de todo el
tiempo registrado.
El módulo de análisis permite
actuar cuando se desea analizar
registros largos donde la señal ya
es fuertemente no estacionaria y se
requiere aplicar métodos espectrotemporales, dentro de los cuales se
incluyen las distribuciones tiempofrecuencia, los métodos espectrales
variantes con el tiempo y las ondículas
(“wavelets”). Además, el análisis
espectro-temporal puede ser empleado
también como marcador de eventos:
un cambio súbito en la frecuencia de
uno de los osciladores indica el inicio
de un nuevo estado de regulación
cardiovascular.
Las representaciones tiempofrecuencia permiten realizar las
mismas comprobaciones que los
métodos espectrales variantes con
el tiempo pero además aportan una
determinación de la potencia de los
osciladores muy exacta. En cambio,
el tiempo de computación con estos
métodos es mayor. La representación
SPWVD y el espectrograma han
demostrado ser muy eficaces en el
análisis de la variabilidad del ritmo
cardíaco.
Esta aplicación se está utilizando
en la adquisición de la señal ECG de
un conductor durante recorridos largos
(>2,5 horas), edición de la misma para
su máxima recuperación, y el análisis
del HRV para medir la influencia de los
períodos de descanso recomendados
por la DGT y los ciclos circadianos
sobre este tipo de medidas objetivas
del nivel de alerta.
Colaboración
El doctorado en Ingeniería Industrial en
España. Situación actual y perspectivas
Autores: Juan Luis Cano-Fernández, Iván Lidón-López,
Rubén Rebollar-Rubio
(Universidad de Zaragoza)
doctorado con el trabajo diario y la vida
familiar, el disponer de información
sobre el doctorado y la posibilidad
de encontrar líneas de investigación
próximas a su actividad profesional.
RESUMEN
La adaptación al Espacio Europeo
de Educación Superior (EEES) y la Ley
de la Ciencia, introducirán cambios
en la legislación en relación con el
Doctorado en nuestro país. Cambios
que presumiblemente afectarán a las
expectativas de desarrollo futuro del
colectivo de ingenieros.
El presente trabajo, patrocinado
por el Consejo General de Colegios
Oficiales de Ingenieros Industriales,
recoge la investigación de la situación
española en materia de doctorado en
comparación con la de otros países
occidentales, así como los resultados
de la consulta realizada al respecto
entre asociados de Colegios Oficiales
de Ingenieros Industriales en España.
La comparación de la situación
española en materia de doctorado,
con la de otros países como Alemania,
Francia o Reino Unido, arroja un
balance desfavorable para nuestro
país en lo que se refiere a número
de doctores ingenieros. Asimismo,
carecemos de programas de doctorado
con orientación profesional, mientras
que en otros países de la Unión Europea
cuentan con actuaciones estatales para
favorecer la realización de doctorados
colaborativos, donde se da cabida a la
realización de tesis doctorales dentro
de las empresas.
Los resultados de la consulta
realizada ponen de manifiesto
que hay un fuerte interés, entre el
colectivo encuestado, en poder llegar
a ser doctor. Asimismo, los propios
interesados demandan una serie de
facilidades que les permitan acometer
sus estudios de doctorado, como son:
la compatibilización de los estudios de
1. INTRODUCCIÓN
El Doctorado representa la
titulación académica más alta que se
pueda alcanzar. Con carácter general,
a nivel internacional el doctor se
reconoce como Philosophy Doctor
(PhD). Las competencias básicas que
se atribuyen al doctor al obtener el
título son entre otras:
•
Demostrar una comprensión
sistemática de un campo de
estudio y el dominio de las
habilidades y métodos de
investigación
relacionados
con dicho campo.
•
Poder concebir, diseñar,
poner en práctica y adoptar
un proceso sustancial de
investigación con seriedad
académica.
•
Haber
realizado
una
contribución a través de
una investigación original
que amplíe las fronteras
del conocimiento, del que
parte merezca la publicación
referenciada a nivel nacional
o internacional.
•
Ser capaz de realizar un
análisis crítico, evaluación
y síntesis de ideas nuevas y
complejas.
Tradicionalmente
ha
sido
considerado el acceso a la carrera
académica.
Como
consecuencia
del proceso de convergencia hacia
el Espacio Europeo de Educación
Superior los países europeos, entre
ellos España, han cambiado o están
cambiando los programas de doctorado
que seguían hasta ahora. Desde el
curso 2009/2010, ya no se admiten
en nuestro país estudiantes de nuevo
ingreso en programas de doctorado
anteriores al EEES. Los que hayan
iniciado sus estudios, con anterioridad
al 1 de octubre de 2009, podrán
continuarlos, hasta su total extinción el
30 de Septiembre del año 2015.
El objetivo final del programa de
doctorado es la presentación y defensa
con éxito de la tesis, trabajo original
de investigación, para lo cual ésta
debe pasar un proceso de aprobación
y autorización previo a su defensa y
evaluación final. Una vez elaborada la
tesis doctoral bajo la supervisión del
director, éste autorizará la presentación
de la misma ante el órgano responsable
del programa de doctorado. Este
órgano se encarga de realizar una
valoración de la tesis con el fin de
garantizar la calidad de la misma, y
en caso de que proceda, avalará la
solicitud de autorización de lectura
de tesis a la Comisión de Doctorado,
además de una propuesta de tribunal.
Como trámite final, la Comisión de
Doctorado autorizará, o no – en cuyo
caso comunicará al doctorando, a su
director y al órgano responsable los
motivos de su negativa – la lectura de
la tesis y nombrará el tribunal que la
juzgará. Una vez superadas todas estas
evaluaciones previas, la tesis estará
lista para su presentación y defensa.
2. SITUACIÓN DEL DOCTORADO EN
ESPAÑA Y EL MUNDO OCCIDENTAL.
Al
efecto
de
establecer
comparaciones con otros países
occidentales se ha preparado la Tabla
1, donde para la ingeniería en general
se señalan los graduados ISCED_5A
(ingenieros técnicos más ingenieros
superiores) así como los ISCED_6_
PhD (doctores ingenieros) habidos
para cada país en el año 2007.
29
Colaboración
País
Graduados ISCED_5A (2007)
Doctores ISCED_6_PhD (2007)
UK Reino Unido
22.443
1.870
Proporción doctores frente a
ingenieros (5A) en % (2007)
8.33
Alemania
25.234
1.672
6.63
Francia
25.801
1.013
3.93
España
18.024
497
2.75
US Estados Unidos
Unión Europea
(27 países)
86.787
6.252
7.20
225.381
8.686
3.85
Tabla 1: Ingeniería y profesiones afi nes, comparación entre países.
Fuente: EUROSTAT
De acuerdo con la Tabla 1, por
cada 10.000 ingenieros e ingenieros
técnicos; que se gradúan, se doctoran
662 en Alemania, 833 en el Reino
Unido, 393 en Francia y 275 en
España. La proporción media de la
Unión Europea es de 385.
De forma comparada nuestra
producción
de
ingenieros
es
satisfactoria. En cambio no lo es el
número de tesis leídas en Ingeniería
que presenta cifras muy por debajo
de Estados Unidos, Alemania, Reino
Unido, Francia y de la media de la
Unión Europea, por citar algunos de
nuestros referentes.
3. AGENTES QUE AFECTAN AL
SISTEMA DE INVESTIGACIÓN Y
DOCTORADO
Vamos a continuación a referirnos a
los principales agentes que intervienen
en el sistema de investigación y
doctorado; y como se correlacionan
unos con otros (Figura 1).
El leer una tesis implica haber
desarrollado
una
investigación
original. Los resultados de esta
investigación son las publicaciones que
se hayan podido dar lugar, las patentes
conseguidas así como aquel saber que
permanece dentro de la organización
sin divulgarse, y finalmente, la
propia presentación de la tesis. Dicha
presentación, realizada de manera
satisfactoria, conlleva la obtención del
título de doctor. Actualmente se puede
afirmar que el esfuerzo y dedicación
que supone la realización de una tesis
se puede evaluar en no menos de tres
años trabajando a dedicación completa
en el doctorado.
30
Figura 1: Agentes que intervienen en el sistema investigador y doctoral.
Para hacer posible que haya un
nuevo doctor ha tenido que haber
una investigación relacionada con
un programa de doctorado. Ello ha
requerido, bajo el punto de vista
económico, una serie de aportes para
cubrir los siguientes capítulos de
gastos:
a) Cantidades
percibidas
por
el investigador en concepto
de salario o becas durante el
desarrollo de la investigación y
la tesis.
b)Gastos originados por la propia
actividad del doctorado para
la obtención de la tesis (libros,
importe
de
traducciones,
fungibles, viajes, asistencia a
congresos, etc.).
c) Participación en los gastos
generales para el mantenimiento
del programa de doctorado en su
conjunto.
d)Gastos directos en equipamiento
y servicios precisos para la
investigación desarrollada.
e) Gastos correspondientes a la
dedicación de su Director de
tesis.
Dependiendo de que la investigación
sea financiada por la Administración,
por la Universidad, por empresas
privadas, o por el propio interesado,
los capítulos de gastos anteriores se
cubrirían de una u otra manera, lo cual
a la postre determina en buena medida
el propio desarrollo de la tesis.
3.1. DOCTORANDO
INGENIERO, DURACIÓN
DE LOS ESTUDIOS Y SU
FINANCIACIÓN
La situación personal del doctorando
es un factor determinante en relación
con el éxito de la tesis. La Figura 2
recoge la evolución de la duración del
doctorado en función de la edad a la que
se consigue el título. Según el Instituto
Nacional de Estadística (INE), la edad
media al doctorarse en España es de 34
años y la duración media es de 6 años,
a medida que se incrementa la edad del
Colaboración
doctorando la duración también crece,
reflejando la dificultad de encontrar
tiempo para la tesis dependiendo de la
época de la vida en que se encuentra el
candidato.
La financiación es uno de los pilares
de la política de la Administración
en relación con el doctorado. En los
nuevos cambios legislativos se va hacia
la figura de investigadores contratados
durante el periodo de doctorado en
lugar de becario, para los programas
con el apoyo de la Administración.
La mayor parte de los doctorandos
se incorporan al doctorado al acabar
la carrera; en los casos que se quieren
incorporar cuando ya disponen
de cierta experiencia recurren a la
compatibilización con el trabajo en la
en la encuesta fue del 57,97%. Los
resultados de la duración de los estudios
de doctorado en Ingeniería para esa
muestra de las universidades catalanas
presentan una duración media de 5,83
años, con una desviación típica de 1,90
años. En este colectivo el 43,28% han
sido becados, un 34,33% han realizado
labores docentes o investigadoras para
la Universidad, y un 42% tenía un
trabajo en el ámbito del tema de su
tesis doctoral y el 5,97% su trabajo no
se relacionaba con el tema de la tesis.
La Tabla 2 indica la duración de los
doctorados en Ingeniería para cada uno
de estos casos.
Generalmente las motivaciones de
un ingeniero para ser doctor no son
siempre las mismas. En el entorno
Figura 2: Duración de los estudios de doctorado en España. Fuente: Instituto Nacional de Estadística.
empresa para poderse autofinanciar
durante el desarrollo del doctorado.
La mayor parte de estos últimos no
consigue leer la tesis.
El conjunto de las universidades
catalanas han recogido en un informe
[Agència per a la Qualitat del Sistema
Universitari de Catalunya (AQU),
2008] la encuesta que realizaron entre
los doctores que han leído tesis en las
mismas en el periodo entre 2003 y
2004.
De un total de 1611 doctores
que obtuvieron la tesis en Cataluña,
119 correspondían a doctorados en
Ingeniería. El grado de participación
universitario el ser doctor es, ya lo
hemos dicho, el primer paso de la
carrera académica. Si no se consigue,
no se puede desarrollar una carrera
en la Universidad. Pero para un
profesional ingeniero, con quince años
de experiencia, la motivación es otra. Él
quiere seguir en el mundo de la empresa
Fuente de financiación del doctorado
Becario
Docentes de la Universidad
Trabajo relacionado con la tesis
Trabajo no relacionado con la tesis
pero se ha quedado con ganas de saber
más, de poder indagar en profundidad
en temas sobre los que ya ha trabajado,
en los que se siente competente y le han
gustado. Su dedicación al doctorado
debe, forzosamente, ser parcial,
sacando ratos que se quita de la vida
familiar y social. En algunos casos la
empresa puede apoyar explícitamente
permitiendo la dedicación de parte
de la jornada semanal al doctorado, o
cubriendo los gastos del mismo como
una modalidad de incentivo extra
salarial.
3.2. UNIVERSIDAD Y
CALIDAD
La misión de la Universidad es
generar y difundir conocimiento. Por
ello es consustancial con su ser producir
tesis y alumbrar nuevos doctores,
dentro de los programas de doctorado
relacionados con líneas de investigación
establecidas para cada Universidad
y en cada momento. Propuestas del
exterior que no encajen con las líneas
de investigación establecidas, no son
en principio materia de interés para
recibir el apoyo de un potencial tutor
académico de tesis doctoral.
Las métricas actuales en las que se
mide la calidad de los programas de
doctorado priorizan:
• La publicación de resultados
de la investigación en revistas
científicas recogidas en el Journal
Citation Report (JCR). Así
mismo, en algunas de nuestras
universidades,
para
poder
presentar la tesis es condición
necesaria que la misma se vea
respaldada con una publicación
previa en una revista dentro del
referido JCR. Si no existe este
respaldo no se puede leer la
tesis.
• Que la duración de las tesis
doctorales sea lo más corta posible.
Media
5.51
6.11
6.10
6.17
Desviación típica
1.773
2.024
1.997
1.941
Población
55
38
20
6
Tabla 2: Duración de los estudios de doctorado. Fuente: AQU Catalunya
31
Colaboración
El estándar europeo está en cuatro
años y la tendencia es que en un
profesionales, ni registrado en
patentes. En el caso de la Ingeniería,
ÁREA DE CONOCIMIENTO
Informática y TIC
Número de programas acreditados
44
Energías y fluidos
14
Materiales
10
Electrónica
10
Mecánica, fabricación y producción
9
Automática y Sistemas
8
Organización y dirección de empresas
7
Estructuras
4
Sistemas eléctricos
4
Ingeniería civil
2
Construcción
1
Tabla 3: Estudios de doctorado con mención de calidad en los cursos 2008/2009 y 2009/2010.
Fuente: Ministerio de Educación.
futuro próximo pase a tres.
Los criterios de evaluación
desarrollados
por
la
ANECA
determinan qué programas de
doctorado se consideran de calidad, y
consecuentemente reciben apoyo de
la Administración. Tanto para facilitar
su impartición como para becar a los
alumnos que se matriculan en los
mismos.
3.3. CAMPOS DE
CONOCIMIENTO PROFESIONAL
En principio el conocimiento que
se desarrolla en la Universidad es
susceptible de aplicarse a la Industria.
Si asociamos como todo el repositorio
de conocimiento disponible el que se
oferta en las universidades de todo el
mundo, nos encontraremos que en el
mapa final que pudiera recoger todo
lo que académicamente se conoce,
nos aparecerían vacíos. Es decir, en la
industria hay campos y especialidades
que no figuran en el repositorio de
saber oficial.
Los resultados de la actividad de
organizaciones y personas punteras
de sectores muy diversos, no se han
traspasado al medio académico. En
muchos casos, por el propio carácter
del conocimiento desarrollado; tiene
carácter secreto, lo que hace que no
aparezca divulgado en publicaciones
32
la experiencia adquirida en el trabajo
profesional dentro de empresas o en la
Administración, que puede aparecer
como valor positivo e innegable
fuente de conocimiento; no siempre es
reconocida en entornos académicos, y
casi nunca en nuestro país.
A propósito de la aparición de
campos profesionales en los estudios
de doctorado, la Tabla 3 recoge la
distribución por áreas de conocimiento
de los programas de doctorado
acreditados con la mención de calidad
durante los cursos 2008/2009 y
2009/2010 en el campo de la Ingeniería
Industrial y adyacentes. Campos
nuevos o de contenido marcadamente
profesional no se ven claramente
representados.
3.4. DIRECCIÓN DE TESIS
El tutor de una tesis puede
corresponderse con el responsable o
con un investigador sénior de la línea
de investigación en la que participa
el doctorando. La dedicación media
de un tutor/director en relación con
una tesis de Ingeniería es alta. En este
caso, los doctorandos a dedicación
parcial requieren una atención especial
adicional para motivarlos a no cejar a
pesar de las naturales interrupciones y
los altibajos en el progreso continuado
hacia la meta.
Este esfuerzo que requiere la
dirección de una tesis se plasma en el
coste de las matriculas en los casos de
universidades o escuelas de negocios
con precios “no sociales”. Ejemplos
de este caso es el DBA (Doctorate
in Business Administration) del
Instituto Empresa o el Part-Time
PhD Programme in Innovation and
Technology Management de la
Universidad de Aalborg. En ambos
casos las matrículas rondan los 60.000€
por candidato. En otro sentido, BuelaCasal et al. (2010), incluye entre sus
recomendaciones para garantizar la
calidad en programas de doctorado,
no sobrepasar los 1,5 alumnos por
profesor del programa de doctorado.
3.5. EMPRESA
El sector empresarial se ve
obligado a sobrevivir innovando en un
entorno constantemente cambiante al
cual debe adaptarse, siendo empleador
de doctores en proporción cada vez
mayor en los países de las economías
más desarrolladas.
En general, en España, las empresas
no conocen las competencias de un
doctor ni ven el interés de relacionar
su esfuerzo por innovar para con los
programas de doctorado. El porcentaje
de doctores ingenieros trabajando para
la empresa en España era del 16.31%
en 2006 según el INE.
Centros
tecnológicos
y
Departamentos de I+D de empresas
grandes, sí que suelen reconocer la
necesidad de contar con doctores
ingenieros en su estructura. Máxime
cuando al competir a nivel nacional
e internacional tienen que alegar
la capacitación de sus medios
humanos para realizar proyectos de
investigación.
En el trabajo “Inserción laboral
de los Doctores en Cataluña” (AQU,
2008), se señala que, en general, los
ingenieros que han obtenido el grado
de doctor en Cataluña aprecian poco
que el título les haya reportado un
reconocimiento a nivel profesional y
menos que les pueda haber abierto el
acceso a nuevos puestos. No obstante
es de destacar que en el caso de
aquellos que trabajan en centros de
Colaboración
investigación públicos o privados
se ha dejado sentir un crecimiento
profesional significativo y, en menor
medida, opinan que se han abierto
posibilidades a nuevos empleos.
modelos organizativos emergentes:
los doctorados colaborativos, los
doctorados profesionales y las escuelas
de doctorado o de investigación y de
posgrado.
3.6. LA ADMINISTRACIÓN
El papel de la Administración se
manifiesta a través de las actuaciones
de los Ministerios de Ciencia y
Tecnología y de Educación en relación
a:
• Normativa de planes de estudio.
• Fijación
de
criterios
de
calidad para los programas de
doctorado.
• Planes nacionales de I+D.
• Programas de becas para alumnos
de doctorado.
• Ley de Ciencia dentro del
marco de la Ley de Economía
Sostenible.
En
estos
momentos
la
Administración no apoya la realización
directa de doctorados en las empresas,
su esfuerzo va más dirigido a colocar,
dentro de las empresas, el excedente
de doctores que existe actualmente
en ciertos campos. Para ello articula
acciones como el Programa Torres
Quevedo.
4.1. LOS “DOCTORADOS
COLABORATIVOS” Y
ACCIONES ESTATALES PARA
FAVORECER EL DOCTORADO
Bajo la designación de doctorados
colaborativos entendemos las iniciativas
que implican la existencia de acuerdos
de colaboración universidad-empresa
para la creación de conocimiento que se
plasman en convenios que amparan el
desarrollo de tesis doctorales (BorrelDamian, 2009).
Estos marcos de colaboración son
frecuentes en el Norte de Europa y
no implican un cambio en el tipo de
doctorado que se sigue. Concretamente
en Dinamarca, existe un tipo de tesis
doctoral – Danish Industrial PhD – que
recibe apoyo estatal para el desarrollo
de una tesis que implique colaboración
con la industria.
3.7. LA SOCIEDAD
En los tiempos actuales la sociedad
no percibe el sentido del título de
doctor, salvo quizás para los médicos,
que se supone que lo han adquirido por
un esfuerzo adicional combinado con
su práctica profesional. En relación con
la Tecnología e Ingeniería la sociedad
no aprecia en su conjunto la necesidad
de innovar y crear producto propio.
Los ingenieros de planes de
estudios anteriores al de 1947 se
hicieron doctores a través de un
proceso de convalidación de un trabajo
o proyecto realizado con anterioridad.
Proceso que a la postre no supuso
cambios significativos para los que en
su momento lo obtuvieron.
4. NUEVOS ESQUEMAS DE
DOCTORADO
Dentro de las nuevas tendencias
en el mundo occidental, aparecen
4.1.1. Acciones estatales para
favorecer el doctorado
A continuación se describen las
actuaciones más relevantes para el
fomento de la formación de nuevos
doctores que se están llevando a cabo
actualmente en Europa.
Programa CIFRE (Francia).
El programa CIFRE, iniciado en
1981 por el Ministerio de Educación
Nacional, Instrucción Superior e
Investigación francés y dirigido por la
Association Nationale de la Recherche
Technique (ANRT), ha reunido a
lo largo de estos años a unas 6.000
empresas y 4.000 centros académicos de
investigación para llevar a cabo 12.000
doctorados donde se han generado más
de 1.500 patentes (ANRT, 2009).
En este programa, el doctorando
firma un contrato de 3 años con la
empresa de la que recibe un salario.
La investigación se lleva a cabo
dentro de la empresa, en colaboración
con un grupo de investigación, y los
estudios se realizan en una escuela
doctoral asociada a dicho grupo.
Por su participación en el programa,
la empresa recibirá una ayuda para
sufragar en parte al doctorando.
En los casi 30 años de existencia
del programa se ha conseguido que un
88% de los doctorandos lleguen a leer
su tesis doctoral. Además, el 90% de
los doctores han estado encontrando un
empleo antes de los 6 meses.
Industrial CASE (Reino Unido).
El programa Industrial CASE
(Engineering and Physical Sciences
Research Council -EPSRC-, 2010)
proporciona financiación mediante
becas para los doctorandos que
realicen una investigación en el área
de la Ingeniería o las ciencias físicas
liderada por una empresa en asociación
con una Universidad.
La empresa con financiación del
EPSRC define y propone un proyecto
de investigación, eligiendo una
institución académica como socio,
de manera que ambos supervisaran la
investigación de manera conjunta.
Danish Industrial PhD
(Dinamarca).
El doctorado industrial danés es
un doctorado especialmente enfocado
hacia la empresa, basado en la
cooperación entre ésta, la Universidad
y el estudiante. Este programa tiene
como objetivo reforzar la investigación
y el desarrollo en el ámbito empresarial
mediante la formación de científicos
con una visión de los aspectos
comerciales de la I+D y mediante la
creación de redes de colaboración entre
empresas y universidades.
La Agencia Danesa de Ciencia,
Tecnología e Innovación es el organismo
encargado del funcionamiento del
programa.
La empresa participante, debe ser
capaz de proporcionar al doctorando
el apoyo financiero necesario (3 años
de contrato a tiempo completo) y
designar al menos a una persona como
supervisor del proyecto. Normalmente,
el estudiante divide sus horas de trabajo
(dedicadas al completo a su proyecto)
a parte iguales entre la Universidad
y la empresa durante sus 3 años de
proyecto.
33
Colaboración
4.2. DOCTORADOS
PROFESIONALES
Desde hace unos pocos años,
algunos países europeos han empezado
a diferenciar entre doctorado científico
y doctorado profesional, siguiendo
la tendencia marcada por el Reino
Unido en los últimos 20 años, donde es
habitual esta diferencia entre títulos.
Con carácter general, en Estados
Unidos coexisten dos clases de
doctorado, el doctor en filosofía (PhD)
dirigido al desarrollo del conocimiento
y el doctorado profesional enfocado
a la investigación en la empresa. Allí
hay 23 tipos distintos de doctorados
profesionales. Por ejemplo, un campo
profesional de corte aplicado como
Educación, tiene sus siglas específicas
para esta titulación de Doctor en
Educación (EdD).
En el Reino Unido, las siglas
aceptadas para el doctorado profesional
en Ingeniería son EngD (Engineering
Doctorate). Claramente el poseedor
de este grado no piensa seguir la
carrera académica, y sí dirigir el
esfuerzo al desarrollo de su capacidad
investigadora para la empresa.
El doctorado profesional es un
doctorado realizado en el seno de
colaboraciones estrechas entre la
Universidad y la industria. Este tipo
de doctorado se centra en encajar
la investigación en una práctica
profesional y está restringido a
disciplinas con una clara aplicación
profesional en su trabajo. Ofrece nuevas
oportunidades laborables, desde la
perspectiva del estudiante, y es también
una solución a la preocupación de los
empresarios de que los estudiantes de
PhD carecen de las habilidades para
adaptarse al entorno de trabajo propio
de la empresa.
En este tipo de doctorados la
supervisión de la labor investigadora del
candidato se realiza de forma conjunta
entre la Universidad y la empresa. La
estructura de estos programas variará
en función de la temática, campo de
investigación y la institución que lo
imparta. Por norma general, suelen
durar entre 3 y 5 años, y se tiende a
facilitar que el candidato lo desarrolle
34
a tiempo parcial, compaginándolo con
su actividad profesional.
El perfil del candidato en este tipo
de programas es de un titulado superior,
con un nivel de Máster, con una edad
comprendida entre los 25 y 35 años y
con alguna experiencia en la empresa.
Bourner, Bowden y Laing (2001),
establecen una serie de diferencias
entre los programas de doctorado
tradicionales (PhD) y los profesionales.
Además de los aspectos ya enunciados,
se habla de diferencias en el formato
y extensión de la tesis, más extensa
en el caso de doctorados académicos
o de variabilidad en la duración de los
estudios de doctorado, que es menor
en el caso de doctorados profesionales.
Adicionalmente, se especifica que
el punto de partida de un doctorado
académico surge a partir de explorar
en la bibliografía el estado del arte de
una materia en cuestión, mientras que
en el caso profesional se parte de un
problema real para el cual no hay una
solución conocida.
Gill y Hope (2009) plantean las
resistencias que este tipo de programas
de doctorado profesionales pueden
despertar en aquellos investigadores
con un perfil muy académico orientado
a la generación de conocimiento
científico. El diseño de los programas
de doctorado profesionales no está
concebido para la generación de
artículos en revistas referencias, que es
la métrica que se utiliza habitualmente
indicador de calidad. Los mismos
autores, plantean también una serie
de recomendaciones a tener presentes
en el diseño de los programas de
doctorado profesionales. Así hablan
de la importancia de que la temática
a abordar sea suficiente amplia y
multidisciplinar. Al mismo tiempo
estos programas se caracterizan por
tener unas tasas académicas elevadas,
ya que se asume que el perfil de entrada
de los alumnos (ejecutivos, directivos
y consultores con experiencia) tiene
recursos económicos suficientes.
4.3. ESCUELAS
DOCTORALES
En estas escuelas, estructuradas de
distintas formas en 16 países del Espacio
Europeo de Educación Superior (EEES)
(European University Association,
2007), pueden distinguirse:
• Escuelas de postgrado: cuya
estructura organizativa incluye
a candidatos doctorales y a
menudo también a estudiantes
de Máster. Proporcionan apoyo
administrativo, además de la
organización de la admisión, la
impartición de cursos y seminarios
especializados destinados al
desarrollo y transferencia de
habilidades, además de tomar la
responsabilidad de la garantía de
calidad.
• Escuelas doctorales o de
investigación: cuya estructura
organizativa incluye únicamente
a estudiantes doctorales. Pueden
estar organizadas alrededor de
una disciplina particular, un
tema de investigación o en un
área interdisciplinaria, o estar
enfocadas a la creación de un
grupo o red de investigación y su
gestión.
Hoy en día hay en Francia unas
294 escuelas doctorales que forman
alrededor de 70.000 doctorandos.
De forma similar, en Holanda hay
registradas 105 escuelas doctorales
(Powell y Green, 2007).
4.4. PANORÁMICAS DE
LOS NUEVOS ESQUEMAS DE
DOCTORADO EN EL MUNDO
OCCIDENTAL
Al objeto de mejor situar las
distintas iniciativas que en relación
con el doctorado en ingeniería están
teniendo lugar en distintos países, en la
Tabla 4 se recogen distintas actuaciones
adicionales a los propios PhD clásicos
en Ingeniería organizados por países.
En las páginas web que se incluyen
se recogen ampliaciones de las
referencias indicadas.
5. POSICIONAMIENTO DEL
MINISTERIO DE EDUCACIÓN
Con motivo del Anteproyecto de
la Ley de la Ciencia, el Ministerio
de Educación ha adelantado el 4 de
Octubre de 2010, un borrador con
Colaboración
las principales novedades que piensa
introducir en el doctorado, de las que
destacan las referentes a plazos, escuelas
de doctorado, financiación, programas
de doctorado y su supervisión.
Plazos.
Se marca un plazo para que un
doctorando presente la tesis en tres
años. El plazo se fija en cinco, si la
dedicación es parcial (más dos años de
gracia). Son posibles prórrogas, previa
autorización, por otro año (dedicación
exclusiva) y dos años en el caso de la
dedicación parcial (excepcionalmente
tres años).
Las escuelas de doctorado.
Éstas surgen en las universidades,
independientes de los Departamentos
y con un régimen de funcionamiento
propio. Pudiendo dentro de una
País
Reino Unido
Australia
Dinamarca
Holanda
Estados Unidos
Francia
Alemania
España
misma escuela desarrollarse distintos
programas de doctorado. Entre las
razones que se apuntan para ello,
se citan: facilitar la comunicación
interdisciplinar, establecer puentes
con los estudios de máster y el nivel
post-doctoral, y el facilitar que los
programas de doctorado tengan mejor
valoración y visibilidad.
Dentro de una escuela, cada
programa de doctorado queda en
manos de una comisión académica que
decidirá quién debe dirigir una tesis, la
evaluación de los controles preceptivos
anuales de seguimiento de cada tesis,
y a quién se concede prórroga. Cada
escuela tendrá un Comité de Decisión;
formado por el Director de la escuela,
los coordinadores de los programas
de doctorado, y representantes de las
entidades colaboradoras. Las escuelas
de doctorado permitirán tener en su
consejo directivo representantes con
voto de instituciones y empresas
colaboradoras. El Ministerio lo
presenta como el medio a través del
cual involucrar a las empresas en el
doctorado.
Las Escuelas de Doctorado deberán
acreditar que desarrollan su propia
estrategia de investigación ligada a la
de las universidades, y demás entidades
implicadas. Así como su capacidad de
gestión adecuada para alcanzar sus
fines. Deberán por otra parte garantizar
un liderazgo en su ámbito y una masa
crítica suficiente de profesores doctores
y doctorandos.
Programas de doctorado.
Los programas deberán ser
verificados por el Consejo de
Universidades y autorizados por
las correspondientes Comunidades
Actuaciones adicionales a los programas PhD tradicionales en
relación al doctorado en Ingeniería
Coexistiendo con los PhD tradicionales en ingeniería, los Engineering
Doctorates (ERSRC) son introducidos en el año 1992. A fecha de 2006, se
han producido 1230 EngD en colaboración con 510 empresas.
Muestra de doctorados profesionales en Australia:
a) Doctor of Project Management en RMIT University
b) Doctor of Engineering Practice en University of South
Australia
Referencia
a) Industrial PhD. Es un programa del Gobierno danés que
estimula, mediante becas, la realización de tesis doctorales en las
empresas.
b) Part-time PhD Programme in Innovation and Technology
Management. Es un producto formativo dirigido específicamente a
ejecutivos trabajando en la industria.
Professional Doctorate in Engineering PDEng. Certificado por el Dutch
Certification Committee que representa los intereses del colectivo de
empresarios holandeses y la Real Institución de Ingeniería de Holanda.
Lo imparten las universidades de Delft, Eindhoven y Twente. Existen 76
Escuelas de Doctorado.
Existe una titulación professional Doctor of Engineering (DEng) dirigido
a trabajar en la empresa al finalizar la universidad. Estos estudios suelen
precisar menos cursos metodológicos, si bien incluyen periodos de
aprendizaje en la industria y la tesis es de carácter aplicado.
290 Escuelas Doctorales
No hay doctorados profesionales en Ingeniería como tales.
Doctorate in Business Administration (DBA’s) en Escuelas de Negocio
Programa CIFRE de apoyo a la realización de doctorados en la industria
http://www.en.cip.aau.dk/Education/
Part-time+PhD+Programme/
Fuerte apoyo estatal a becas para la realización del doctorado.
No hay doctorados profesionales en Ingeniería como tales.
Doctorados a tiempo parcial, basados en la relación entre el director de
la tesis y el doctorando.
No hay doctorados profesionales en Ingeniería
Doctor in Business Administration (DBA) del Instituto de Empresa
http://www.epsrc.ac.uk/funding/
students/centres/Pages/indd.aspx
http://www.rmit.edu.au/programs/dr060
http://www.unisanet.unisa.
edu.au/programs/program.
asp?Program=LPEP&Year=2010
Professional Doctorate in Engineering –
Wikipedia
TU Delft – PhD Engineering Program
http://en.wikipedia.org/wiki/Doctor_of_
Engineering
http://www.enseignementsup-recherche.
gouv.fr/cid22130/cifre.html
http://dba.ie.edu/
Tabla 4: Panorámica de nuevos esquemas de doctorado en Ingeniería en el mundo occidental.
35
Colaboración
Autónomas.
Asimismo
deberán
evaluarse, cada seis años, a efectos de
la renovación de la acreditación (RD
1393 2007, del 29 de Octubre).
Los criterios de evaluación
para la verificación y acreditación
de los programas de doctorado
son los siguientes: el porcentaje
de investigadores con experiencia
acreditada, los proyectos competitivos
en que participan, las publicaciones
recientes, la financiación disponible
para los doctorandos y el grado de
internacionalización del programa de
doctorado.
Seguimiento y supervisión.
El doctorando matriculado en un
programa que no se haya registrado en
un plazo de dos años, causará baja del
mismo.
Anualmente se evaluará, por
la Comisión Académica, el plan
de investigación preparado por el
doctorado y suscrito por su Director de
Tesis; así como el registro personalizado
de las actuaciones llevadas a cabo.
La evaluación positiva será requisito
indispensable para seguir el programa.
La supervisión del doctorado dará
lugar a establecer un compromiso
documental relativo a derechos y
obligaciones en relación a la propiedad
industrial y en la cesión de los derechos
de explotación de la propiedad
intelectual que puedan generarse en el
transcurso del doctorado, compromiso
que suscribirán Universidad y
doctorando.
6. ESTADOS DE OPINIÓN DEL
COLECTIVO DE INGENIEROS
INDUSTRIALES
6.1. PLANTEAMIENTO DE LA
CONSULTA
Con el apoyo del Consejo General
de Colegios Oficiales de Ingenieros
Industriales se ha realizado una
consulta orientada a:
1. Conocer el grado de interés, por
parte de los colegiados, por la
realización de un doctorado.
2. Identificar
las
dificultades
presentes con los que se
36
enfrentan, o se han enfrentado,
los asociados en el proceso de
realizar una tesis.
3. Determinar qué factores pueden
influir en que un número
creciente se orienten hacia la
consecución de un doctorado
como un objetivo de futuro.
Con este objetivo, en el primer
trimestre del año 2010 se distribuyó
una encuesta vía e-mail a los miembros
de distintos Colegios de Ingenieros
Industriales de España. Se recibieron
un total de 737 respuestas, de las
que una vez retirados los archivos no
legibles o incompletos, se han podido
analizar un total de 671.
El perfil de los participantes en
esta consulta es de un 86,8% varones
y un 13,2% mujeres, con edades
comprendidas entre 23 y 76 años
(media de 39,8 y desviación típica de
10,8 años), y una experiencia media de
14 años ejerciendo la profesión.
El
cuestionario
enviado,
accesible
en
http://www.
revistadyna.com/dyna/documentos/
noticiasweb/201102anexo.doc,
se
preparó con preguntas de carácter tanto
cerrado como abierto. Debido a ello, los
datos se han analizado siguiendo una
estrategia mixta de análisis cualitativocuantitativo. Las preguntas de carácter
cerrado se han tratado utilizando
métodos de estadística descriptiva
a través del cálculo de la media y
la desviación típica de los datos,
utilizadas como medidas de tendencia
central y dispersión respectivamente.
Para las preguntas de carácter abierto,
se ha utilizado un método de análisis
cualitativo, conocido como consenso
inter-jueces (Glaser y Strauss 1967),
y que ha dado como resultado la
identificación de una serie de categorías
de contenido en que se han agrupado las
opiniones dadas por los encuestados a
las preguntas abiertas. En este análisis
han participado tres personas, que
previamente se han entrenado para
poner en común los criterios con los
que identificar y asignar respuestas a
categorías.
6.2. RESULTADOS DE LA
CONSULTA
a) Distribución de los encuestados
en relación con su interés por
el doctorado.
De acuerdo con el objetivo de
conocer el grado de interés por la
realización de un doctorado, se ha
segmentado la población encuestada
en seis grupos diferenciados, tal y
como se refleja en la Tabla 5.
Como se puede apreciar en la Tabla
5, un 12,7% de los encuestados ya
está en posesión de su título de doctor
siendo el grupo que presenta una
media de edad más alta, situada en casi
50 años.
Se observa un gran interés por
parte del colectivo encuestado en el
doctorado, un 21,3% se encuentra
actualmente matriculado en estudios
de tercer ciclo y algo más de la mitad
de los encuestados manifiestan estar
interesados en ser doctor, a pesar de
que no están matriculados actualmente.
En este grupo se incluyen aquellos que
estando interesados en el doctorado
nunca se han matriculado en estos
estudios (grupo 3, 38,1%) y los que
habiendo abandonado un programa
de doctorado, todavía mantienen su
interés (grupo 4, 12,7%).
Este interés se ve apoyado en el
dato de que tan sólo un 13,1% (grupos
5 y 6, 11,2% y 1,9% respectivamente)
dice no estar interesado en ser doctor.
Este colectivo, presenta una media de
edad superior a la de los colegiados
interesados en el doctorado y a la de
los que están actualmente cursándolo.
c) Ocupación que significó el
doctorado a los doctores
ingenieros que han participado
en la consulta.
85 encuestados han manifestado
haber leído su tesis doctoral, al ser
preguntados por su situación laboral
durante el doctorado, un 72,9% han
manifestado que compaginaban sus
estudios con el desempeño de su
profesión y sólo un 27,1% tuvieron
una dedicación total. Con referencia
a su ocupación, un 82,3% de los
miembros de este grupo se encontraban
trabajando, bien por cuenta ajena o
propia, mientras que el 17,7% restante
disfrutaban de algún tipo de beca
para la realización del doctorado. El
Colaboración
Edad
N
Porcentaje
Sexo
85
143
12,7%
21,3%
49,1
35,8
Desv.
típica
13,1
7,8
256
38,1%
37,0
8,1
11,2
7,9
85,1%
14,9%
85
12,7%
41,2
9,2
15,0
9,4
92,9%
7,1%
13
1,9%
44,3
12,9
19,0
11,6
73,9%
26,1%
75
11,2%
43,7
12,2
17,4
12,0
82,9%
17,1%
14
671
2,1%
100%
42,3
39,8
17,1
10,6
17,7
14,0
17,5
10,41
92,3%
86,8%
7,7%
13,2%
Media
1. Doctores Ingenieros Industriales
2. Ingenieros Industriales matriculados
actualmente en un programa de
doctorado
3. Ingenieros Industriales que están
interesados en ser doctor y nunca se han
matriculado
4. Ingenieros Industriales que estuvieron
matriculados en un programa de
doctorado, lo abandonaron y todavía
siguen interesados en ser doctor.
5. Ingenieros Industriales que
abandonaron un programa de doctorado
y ya no están interesados en ser doctor
6. Ingenieros Industriales que no están
interesados en ser doctor y nunca lo han
intentado
7. Sin especificar
TOTAL
Experiencia
profesional
Desv.
Media
típica
23,5
12,7
10,3
7,9
Hombre
Mujer
94,1%
83,2%
5,9%
16,8%
Tabla 5: Situación de los encuestados en relación con su interés por el doctorado.
porcentaje de doctores que obtuvieron
su título compatibilizando sus estudios
con el trabajo es muy elevado, si se
compara con el informe publicado
sobre la inserción laboral de los
doctores de las universidades catalanas
[AQU,2008], en él los porcentajes
se invierten, un 22,4% compagina la
realización de su tesis con el trabajo,
mientras que un 77,6% disfrutaba de
una beca o se encontrada trabajando
como docente en la universidad.
Por otro lado, si se analiza el tiempo
que los encuestados de este sector han
dedicado a obtener su título de doctor,
se obtiene como media una duración
de 5,0 años, con una desviación típica
de 2,38. Este dato puede resultar bajo,
máxime si se tiene en cuenta que la
mayoría se dedicó parcialmente a
su realización. En el informe sobre
las universidades catalanas citado
anteriormente [AQU,2008], se observa
que la duración media del doctorado
cuando se compagina el trabajo con la
realización de la tesis está por encima
de los 6 años.
La diferencia con estos datos
puede explicarse porque algunos
de los encuestados de mayor edad
obtuvieron su doctorado en un
tiempo extraordinariamente reducido,
duraciones de 1 ó 2 años, e incluso
de 6 meses. En todos los casos, se
trata de profesionales con una dilatada
experiencia y que presumiblemente
obtuvieron su doctorado a través
de la Junta General Calificadora de
Ingenieros y Arquitectos, donde se
reconoció el título de doctor a aquellos
ingenieros que provenían del plan
de 1947, previa presentación de un
proyecto y al cabo de una serie de años
de experiencia.
d) Situación de los participantes
matriculados actualmente en
un programa de doctorado
Un 21,3% de los encuestados se
encuentran matriculados actualmente
en un programa de doctorado. En este
colectivo se encuentra la población
más joven, con una edad media de 35,8
años y una desviación típica de 7,8.
La Tabla 6 refleja la fase de estudios
de doctorado en la que se encuentran
los encuestados. Estos datos reflejan
la dificultad creciente que supone
el ir avanzando en el doctorado. El
colectivo minoritario (11,9%) está
actualmente cursando el periodo
docente, fase en la que se realizan los
cursos y seminarios. Casi un 30%,
tiene pendiente el Diploma de Estudios
Avanzados (DEA), que se realiza
durante el segundo año del doctorado
en los programas que se rigen por el
plan de estudios del 98 (RD 778/98).
Finalmente se observa que la mayoría
de los doctorandos encuestados,
58,7%, se encuentran en su fase final
pendientes de realizar la tesis, que por
otro lado, es la fase del doctorado más
exigente, difícil y a la que más tiempo
hay que dedicar.
De acuerdo con la Tabla 7, la
inmensa mayoría de los doctorandos
(75,5%) se dedican parcialmente a la
consecución del doctorado, al tiempo
que están empleados. Por otro lado, la
mayoría de los que tienen dedicación
total están becados (11 sobre 21), en
cualquier caso esta situación, que es
ventajosa respecto a las posibilidades
de conseguir leer la tesis doctoral, sólo
la disfrutan un 7,7% de los doctorandos
encuestados.
Finalmente, la Tabla 8 recoge
los datos referentes al tiempo que ha
transcurrido desde que los encuestados
37
Colaboración
iniciaron sus estudios de doctorado.
Como se puede apreciar, la mayoría se
concentra entre el grupo que inició sus
estudios hace 2 años o menos, 32,1%,
y los que lo iniciaron hace entre 3 y 6
años con un 35,7%. No obstante, casi
un tercio de los doctorandos (28,7%)
llevan más de 6 años con su tesis, con
lo que tienen más difícil la finalización
de su doctorado, ya que a medida que
pasa el tiempo aumenta el riesgo de
abandonar el doctorado.
e) Dificultades encontradas
durante la realización del doctorado,
por aquellos que lo iniciaron y
posteriormente
tuvieron
que
dejarlo.
De acuerdo con los datos de la
Tabla 5, sumando los colectivos 4 y
5, un total de 98 colegiados de los 671
encuestados (14,6%), manifiestan haber
abandonado sus estudios de doctorado.
Este colectivo tiene una edad media de
41,7 años con una desviación típica de
10,0 años.
Al ser preguntados por los motivos
que les llevaron a tomar esta decisión se
obtuvieron las contestaciones recogidas
en la Tabla 9. Los motivos enunciados
nos dan una primera indicación de las
dificultades más importantes a las que
se enfrentan los encuestados una vez
que están matriculados en un programa
de doctorado.
La Tabla 9, revela que la principal
dificultad a la que se enfrentan aquellos
que deciden cursar estudios de doctorado
es la compatibilización de éstos con el
trabajo y la vida familiar. Tanto es así,
que éste es el motivo de abandono de
más de la mitad de los encuestados,
aunque también hay colegiados que lo
dejaron por la dificultad de centrar su
línea de investigación.
f) Necesidades percibidas por
aquellos interesados en el tema de
doctorado.
Este colectivo se corresponde
con la suma de aquellos que están
interesados en ser doctor y nunca
han estado matriculados en estudios
de tercer ciclo y los que habiendo
abandonado un programa de doctorado,
todavía mantienen su interés. Este
38
grupo representa un 50,8%, tiene una
media de edad de 38,0 años con una
desviación de 8,5, y cuenta además con
una dilatada experiencia profesional,
por encima de los 15 años como
media.
Al preguntar sobre los factores que
pueden decidir a seguir el doctorado
se han recogido las facilidades que
permitirían acometer los estudios
de doctorado (Tabla 10). Además se
presenta el porcentaje de aparición
de las mismas, con respecto a los 341
encuestados de este colectivo.
El argumento más repetido es
buscar facilidades para compatibilizar
la exigencia de los estudios de
doctorado con el trabajo y la vida
familiar. También aparece con mucha
frecuencia el poder realizar la tesis
en un tema directamente relacionado
con la actividad profesional del
doctorado, o la necesidad de disponer
de más información en relación con el
doctorado.
g) Razones del desinterés por el
doctorado.
Análogamente al apartado anterior,
el número de colegiados que no quieren
ser doctor, resulta de sumar los que
abandonaron sus estudios de doctorado
y ya no quieren ser doctor y los que no
quieren ser doctor ni lo han intentado
nunca. En esta situación se encuentran
un 13,1% de los encuestados. Su edad
media es de 43,8 años, y es después
de los que ya son doctores el grupo de
mayor edad.
Al preguntarles cuáles eran las
N
17
42
84
143
Pendiente del periodo docente
Pendiente de DEA
Pendiente de presentar la tesis
TOTAL
Porcentaje
11,9%
29,4%
58,7%
100%
Tabla 6: Situación actual de los doctorandos en sus estudios.
Dedicación de los
doctorandos
Dedicación Total
Dedicación Parcial
TOTAL
Empleado
Becado
Desempleado
7 (4,9%)
108 (75,5%)
115 (80,4%)
11 (7,7%)
6 (4,2%)
17 (11,9%)
3 (2,1%)
8 (5,6%)
11 (7,7%)
Tabla 7: Situación laboral de los doctorandos y régimen de dedicación.
Más de 10 años
Entre 6 y 10 años
Entre 3 y 6 años
2 años o menos
Sin especificar
TOTAL
Número
15
26
51
46
5
143
Porcentaje
10,5%
18,2%
35,7%
32,1%
3,5%
100%
Tabla 8: Tiempo trascurrido desde el inicio de los estudios de doctorado.
Razones aducidas
Falta de tiempo y dificultad para compatibilizarlo con el trabajo y
la familia
Cambio de residencia
No encontrar o centrar la investigación en un línea concreta
No encontrar un incentivo profesional en la consecución del
doctorado
Falta de guía e involucración del director de la tesis
Falta de financiación
Tabla 9: Motivos para el abandono del doctorado.
Nº apariciones
55
13
12
12
3
3
Colaboración
Facilidad para compatibilizar el doctorado con el
trabajo y la vida familiar (flexibilidad de horarios,
formación online…).
Líneas de investigación más próximas al campo
donde se desarrollan su actividad profesional
Información general sobre el doctorado
Que la empresa valore más el título de doctor
Financiación por parte de la empresa o la
Administración para realizar el doctorado
Que se reconozca la experiencia profesional y
los cursos de formación previa para realizar el
doctorado
Asesoramiento y guía por parte de un director de
tesis bien preparado
Recuperar los hábitos de estudio
Nº apariciones
Porcentaje
255
74,8%
81
23,8%
57
52
16,7%
15,2%
50
14,7%
27
7,9%
22
6,4%
19
5,6%
Tabla 10: Facilidades propuestas por el colectivo para favorecer la realización de estudios de doctorado
El doctorado no es necesario para su carrera profesional
El doctorado no se valora en las empresas españolas
Falta de alicientes que justifiquen el esfuerzo a realizar
Falta de tiempo debido a una dedicación exclusiva a la empresa
privada
Por razones de edad
El doctorado sólo aporta a aquellos que quieren hacer una carrera
universitaria
En caso de profundizar en mi formación me decantaría por otras
opciones
No quiere involucrase en tareas de docencia
Nº apariciones
36
21
13
11
10
9
8
4
Tabla 11: Motivos de no interés en el doctorado.
razones asociadas con su falta de
interés en ser doctor, se recogieron los
motivos que aparecen en la Tabla 11.
Las tres razones que más aparecen
están
íntimamente
relacionadas
con el poco valor que el doctorado
tiene a día de hoy, para progresar
profesionalmente en nuestro país.
7. DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES
El primer dato que destaca al
iniciar la consideración del doctorado
es el tamaño del colectivo al que
potencialmente afecta. La estimación
que da el Instituto de Ingeniería de
España –IIE – (2003) para finales de
2010 es de unos 200.000 ingenieros
superiores, de los cuales 65.000 serán
industriales. En estos momentos, la
proporción entre doctores ingenieros
que leen su tesis y los que se gradúan
en ingenierías superiores e ingenierías
técnicas es de 2,75%. La misma
proporción en Alemania es de 6,63
y en la Europa de los 27 países 3,85.
Somos un país donde se producen
pocos doctores ingenieros.
Por otra parte los doctores
ingenieros que salen, trabajan fuera de
la empresa, cerca de un 84% lo hacen
en el sector público donde el principal
empleador es la Universidad. Esta
situación destaca cuando se la compara
con lo que sucede en los países del norte
de Europa, donde cerca de un 50% de
los doctores trabaja fuera del sector
público. En el 2003, el IIE señalaba
como problema grave y urgente que las
enseñanzas de tercer ciclo (doctorado)
están enfocadas a la docencia y no a las
empresas.
Desde el cambio de siglo, fuera
de España se están produciendo
distintas iniciativas dirigidas para
que la investigación conducente a los
doctores de ingeniería se desarrolle
en entornos de colaboración entre
Universidad y empresa. Nuevos tipos
de doctorados “profesionales” han
surgido. Específicamente creados
para producir doctores que trabajan en
investigación para la empresa y dentro
de la misma (no desde la universidad);
y al tiempo administraciones públicas
de países como Francia y Dinamarca
apoyan directamente la realización
de doctorados en colaboración con la
industria. Por el contrario en nuestro
país, los apoyos no se dirigen en este
sentido, sino a favorecer el empleo de
doctores excedentes.
En
el
momento
presente,
el Ministerio de Educación ha
manifestado su intención de modificar
el Real Decreto 1393/2007 que regula
las enseñanzas de doctorado en lo
relativo al doctorado. Su motivación
para el cambio se basa en:
• Buscar medios que permitan la
colaboración en doctorado de
industrias y empresas, como
respuesta a la necesidad de
impulsar la I+D+i en todos los
sectores sociales.
• Incrementar el número de
personas con competencia en
investigación e innovación y
el impulso a su empleo tanto
dentro como fuera de los ámbitos
académicos.
La indagación sobre la opinión
del colectivo, recogida mediante la
encuesta realizada, permite afirmar:
1. Una parte importante de las
respuestas recibidas manifiesta
interés por el doctorado. Si
sumamos los doctorandos, los que
ya son doctores y los que querrían
serlo resulta que el 84,8% ven el
doctorado con interés o lo son
ya. En cualquier caso, el interés
por poder llegar a ser doctor
ingeniero, va disminuyendo con
la edad, de tal manera, que los
grupos de edad mayoritarios que
están actualmente estudiando
doctorado, o que manifiestan
su deseo de poder llegar a ser
doctor, se sitúan por debajo de
los 40 años.
2. Más de un 70% de los encuestados
39
Colaboración
manifiesta que su dedicación al
doctorado es a tiempo a parcial.
Ello les exige compaginar trabajo,
vida familiar y doctorado, con el
esfuerzo que eso supone.
3. La compatibilidad entre trabajo
y doctorado aparece como
el aspecto más importante a
solucionar, para todos aquellos
que queriendo ser doctores no se
han matriculado todavía en estos
estudios, y así lo han manifestado
en casi el 75% de los casos.
4. La dificultad del doctorado para
las personas que lo tienen que
compatibilizar con su trabajo y
vida familiar se percibe cuando
observamos que un 29% de los
encuestados llevan 6 años con su
tesis pendiente de presentar.
5. Entre los aspectos destacados
al objeto de facilitar el acceso
al doctorado, además de la
compatibilización con la vida
familiar y laboral, se destacan
dos. El primero sería el poder
realizar la investigación sobre
la realidad próxima que se vive
con la circunstancia de cada uno
en la empresa. El segundo, la
necesidad de disponer de mayor
información en relación a todo lo
relacionado con el doctorado. No
obstante la falta de información se
manifiesta de forma más acusada
por el colectivo de interesados en
el doctorado que nunca se han
matriculado, apareciendo en un
21,1% de los casos. Asimismo, los
encuestados que están interesados
en el doctorado y que ya lo han
intentado en alguna ocasión,
reclaman con mayor frecuencia
la necesidad de disponer de líneas
de investigación más próximas a
la práctica profesional para hacer
el doctorado, idea apoyada por
un 34,1% de este colectivo. Este
hecho, pone de manifiesto que
existe un desencanto manifiesto
entre los que han cursado el
doctorado sobre las líneas de
investigación que le son ofertadas
para realizar el doctorado, que
son en su mayoría con un enfoque
marcadamente académico.
40
6. La escasa valoración que las
empresas españolas dan a ser
doctor aparece como el principal
motivo de desinterés para los que
no quieren doctorarse, pero es así
mismo uno de los factores sobre
el que los encuestados pide “que
se actúe para que la empresa
valore más el título de doctor”.
De otra parte los borradores del
nuevo proyecto del Ministerio de
Educación sobre Doctorado distan
mucho de considerar el entorno de un
ingeniero con experiencia trabajando
en una empresa. En los mismos se
mantiene y aun profundiza el carácter
“académico” de estos estudios.
Dirigidos a recién graduados con
buenas notas que puedan obtener
una beca para hacer su tesis a
dedicación plena. Es decir, no en áreas
profesionales, generalmente nuevas
donde el número actual de “expertos”
con título de doctor es escaso.
Sería muy de lamentar que el tranvía
de los cambios en el doctorado pase y
los miles de ingenieros potencialmente
interesados sientan que el desinterés de
la sociedad y la falta de conocimiento
por parte de todos les ha hecho perder
expectativas reales de progreso
formativo y profesional; en una Europa
que cada vez incorpora más doctores a
las empresas.
8. AGRADECIMIENTOS
Este trabajo ha sido posible gracias
a la colaboración del Consejo General
de Colegios Oficiales de Ingenieros
Industriales.
9. BIBLIOGRAFÍA
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www.en.cip.aau.dk/Education/Parttime+PhD+Programme/ Fecha último acceso
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www.aqu.cat/doc/doc_60451852_1.pdf Fecha
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- University of South Australia, 2010. Doctor
of Engineering Practice. Disponible en http://
www.unisanet.unisa.edu.au/programs/
program.asp?Program=LPEP&Year=2010
Fecha último acceso 14 de Diciembre de
2010.
TECNOLOGÍA DE LA INSTRUMENTACIÓN
Tecnología Láser en sistemas automáticos de clasificación. Aplicación en la Industria Hortofrutícola
Félix Antonio Navas-Moya, Ana Requena Candela, Alberto Requena-Rodríguez, Luis Manuel Tomás-Balibrea
3311.01 TECNOLOGÍA DE LA AUTOMATIZACIÓN
Tecnología Láser en sistemas automáticos
de clasificación. Aplicación en la Industria Hortofrutícola
Félix Antonio Navas-Moya*
Ana Requena-Candela**
Alberto Requena-Rodríguez*
Luis Manuel Tomás-Balibrea***
Ingeniero Industrial
Ingeniera Agrónoma
Dr. en Ciencias Químicas
Dr. Ingeniero Industrial
*UNIVERSIDAD DE MURCIA. Facultad de Química. Dpto. de Química-Física.
Campus de Espinardo - 30100 Espinardo (Murcia). Tfno: +34 868 887423.
[email protected], [email protected]
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Ingeniería. Campus de Espinardo - 30100 Espinardo (Murcia).
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Recibido: 20/07/2010 • Aceptado: 15/11/2010
Laser technology in automatic classification systems. A horticultural industry application
ABSTRACT
• Automatic classification systems represent a significant
advance in the handling of products, likely to avoid many
of the difficulties, troublesomes and costs of current
industrial procedures. Horticultural industry requires
automatic systems to guarantee an exhaustive all-units
product classification, due to an increasingly-higher
consumer-demanded quality level, which exceeds usual
sampling control achievements.
Computer vision, ultrasonic techniques and visible and
near infrared spectroscopy are becoming the most
widespread among non-destructive techniques used for
quality control in the food industry. Laser illumination
as a source with its characteristics of bright, coherent,
directional and monochromatic, overcomes many
conventional spectroscopy disadvantages, allowing new
measurement configurations. Correlations between
detected radiation that has passed through the sample
and its internal and external properties result in new
procedures which allow prediction without damage.
This article summarizes the followed steps which resulted
in a pilot line execution for automatic handling of fruits
and vegetables at industrial level, where laser illumination
and mathematical models arising from research were
combined allowing individual piece classification, at
usual conveyor rates, according to their internal and
external properties. Prototype results on tomatoes allow
technology transference.
• Keywords: automation, laser, quality, non-destructive, NIR.
Buena Práctica
RESUMEN
Los sistemas automáticos de clasificación suponen un avance
considerable en la manipulación de productos, permitiendo soslayar
buena parte de las dificultades, complicaciones y coste que implican
los procedimientos actuales utilizados en la industria. Las empresas
hortofrutícolas precisan del desarrollo de sistemas automáticos,
capaces de garantizar una clasificación exhaustiva de todas sus
unidades de producto, ante el cada vez más elevado nivel de calidad,
exigido por los consumidores, que excede las posibilidades de la
mayoría de las técnicas de control de calidad muestral implantadas
en estas industrias.
De entre las técnicas no destructivas aplicables al control de
calidad en la industria alimentaria destacan las de visión artificial,
las ultrasónicas y las espectroscópicas de visible e infrarrojo cercano.
La iluminación con láser, como fuente de luz con características
de brillo, coherencia, direccionalidad y monocromaticidad, ha
permitido implementar nuevas técnicas de medida que superan las
limitaciones aparecidas con el empleo de métodos espectroscópicos.
La correlación, entre las características de la radiación láser
detectada tras atravesar la muestra y sus propiedades internas y
externas, ha permitido encontrar un modelo que posibilita cuantificar
dichas propiedades sin someter los productos a técnicas que los
deterioren.
En este artículo se resumen los trabajos que finalmente han
posibilitado implementar una línea piloto para manipulación
automática de productos hortofrutícolas a nivel industrial que,
combinando el empleo de iluminación láser y los modelos
matemáticos resultantes de las investigaciones, permite la
clasificación individualizada de cada unidad de producto, a
las velocidades requeridas por la industria, en función de sus
propiedades internas y externas. Dicho prototipo ha sido validado
Dyna Febreo 2011 • Vol. 86 nº1 • 41/48
41
en la clasificación de tomates, permitiendo los excelentes
resultados obtenidos iniciar la transferencia de esta tecnología
a la industria.
Palabras clave: automatización, láser, calidad, no
destructiva, NIR.
1. INTRODUCCIÓN
En general las empresas, y en particular las del sector
alimentario, se encuentran ante la necesidad de ofertar
productos lo más homogéneos posibles y con requisitos de
calidad adaptables para así poder dar respuesta a su cada vez
más segmentado -por la relación calidad/precio- mercado
de clientes y consumidores. Pero la calidad de un producto
hortofrutícola, para cuya determinación los consumidores tan
solo podían guiarse hasta ahora por aspectos de su apariencia
–tales como tamaño, forma, textura, color uniforme, etc.-,
hoy día requiere conocer otras propiedades, derivadas de
sus parámetros internos, tales como firmeza, maduración e,
incluso, aroma.
La fuerte competencia internacional, en dónde los
productos españoles están experimentando un notable
retroceso a consecuencia del impacto que sobre su coste
final representa la mano de obra, está llevando al sector
a la necesidad de disponer de sistemas automáticos de
clasificación, que no sólo hagan posible disminuir los
procesos manuales, sino que permitan asegurar la calidad
demanda por los diferentes sectores de población.
De ahí que, en los últimos tiempos se observe un
incremento de los esfuerzos investigadores de científicos e
ingenieros por desarrollar técnicas de ensayo no destructivas
aplicables a la determinación de propiedades internas de
productos hortofrutícolas. En García-Ramos (2005) se
realiza una excelente revisión de las principales técnicas
existentes, dedicando especial incidencia a los sensores
empleados y sus posibles aplicaciones industriales. Las líneas
de investigación abarcan técnicas de ultrasonidos (Mizrach,
2008), diversas técnicas espectroscópicas, como resonancia
magnética nuclear (RMN) (Tu et al, 2007), espectrometría de
visible (Ito & Morimoto, 2009) e infrarrojo cercano (NIR) y
medio (Nicolai et al., 2003) o rayos X, el análisis de variadas
propiedades como la respuesta al impacto, el comportamiento
en las vibraciones, magnitudes densiométricas, propiedades
magnéticas, tratamiento con visión artificial (García-Ramos,
2005) o innovadoras tecnologías como las denominadas
narices electrónicas (Brezmes et al., 2005).
Buena parte de estas técnicas buscan determinar el
aroma de los productos y las correlaciones con otras
propiedades (Lu et al., 2009), si bien, por el excesivo tiempo
de procesado de la muestra que requieren, todas tienen en
común el no resultar aplicables para el desarrollo de sistemas
automáticos en tiempo real. Las técnicas de RMN todavía no
han alcanzado el grado de desarrollo deseado para permitir la
determinación de parámetros y características internas (Gao
et al., 2010), mientras que la aplicación de rayos X -y en
42
general de cualquier radiación ionizante- a productos para
consumo humano no cuenta con una buena aceptación, al
menos por el momento, ni de los consumidores, ni de los
empresarios que, por su uso, pasan a estar afectados por
una legislación que les obliga a requerir autorizaciones
especiales.
La aplicación de las técnicas de análisis de impacto y
vibraciones, ultrasonidos y visible-NIR han dado lugar al
desarrollo de prototipos, utilizables para la determinación
de diferentes parámetros, pero sujetos a limitaciones en su
aplicación a sistemas automáticos en entornos industriales,
por lo que no han podido resultar transferibles para uso
generalizado en la industria.
En cualquier caso, la tendencia actual hacia la
automatización del proceso de determinación de parámetros
internos de forma no destructiva, se basa en el empleo de
técnicas espectroscópicas; en especial en las regiones
espectrales visible e infrarroja. El principal inconveniente
ha sido el empleo de fuentes de radiación convencionales,
dotadas de poco poder de penetración en los tejidos o fluidos,
lo que ya en su inicio se intentó solventar con la utilización
de fibras ópticas para canalizar, concentrar y dirigir la luz
hacia los puntos de interés y de medida, tratando así de evitar
la dispersión.
El interés de la tecnología láser se centra en la potencialidad
de sus propiedades singulares (Noh & Lu, 2007). El brillo
o intensidad aporta la capacidad de suministrar un elevado
número de fotones, de forma que tras experimentar el haz
multitud de procesos en su recorrido por el interior del
material orgánico, se garantiza la salida al exterior del
suficiente número de fotones que han atravesado la muestra,
haciendo posible que su detección. A ello contribuye la
monocromaticidad, ya que, al no alterarse la frecuencia
en los procesos de reflexión, transmisión y dispersión, el
detector puede seleccionar cualitativamente los fotones de
interés, permitiendo cuantificar los procesos. No obstante,
no todas las frecuencias reflejan, transmiten o dispersan de
la misma forma, por lo que se hace necesario identificar la
radiación más conveniente para cada proceso relevante. La
direccionalidad y la coherencia refuerzan el comportamiento
señalado afectando a los sistemas de detección.
Se trata, por tanto, de aprovechar las ventajas del láser
y de analizar las respuestas de los productos de interés ante
la iluminación con la/s frecuencias apropiadas y determinar
correlaciones con propiedades internas y externas. El objetivo
será encontrar un modelo que, una vez calibrado y validado,
sea capaz de predecirlas, teniendo siempre presente que
la configuración de medida debe ser susceptible de poder
ser implementada para su funcionamiento en una línea en
tiempo real.
Como resultado se ha desarrollado un prototipo de sistema
de clasificación automático que emplea un reducido número
frecuencias láser pero suficiente para obtener valores de
propiedades con la rapidez necesaria para dar respuesta a las
velocidades de las cintas transportadoras industriales. Con él
se ha evaluado la clasificación de los tomates transportados
Buena Práctica
por una cinta, determinando en tiempo real los parámetros
internos de cada unidad a partir del análisis de la radiación
láser, sin necesidad de recurrir al empleo de las técnicas
muestrales y los ensayos destructivos empleados en la
actualidad por la industria.
2. SISTEMA DE CONTROL DE CALIDAD
El sistema de trabajo propuesto puede resumirse con el
esquema general mostrado en la Fig. (1). Un detector de
presencia de productos permite al sistema de control activar
la emisión de una fuente láser. A través de detectores se
capta parte de la señal del haz que ha atravesado el producto.
Ésta, tras ser analizada en la unidad de control, permite
asignar a esa unidad de producto la categoría más adecuada
en la que debe ser encuadrada en función de las categorías
preestablecidas al inicio. A dichos efectos la propia unidad de
control se encargará de activar las señales de los actuadores
del mecanismo de selección, conduciendo cada unidad de
producto a su correspondiente pulmón de almacenamiento.
830nm), Oxacina 725(695-750nm), DCM (620-705nm),
Rhodamina 590 (575-625nm), Rhodamina 560 (550-590nm),
Coumarin 540A (480-560nm), Coumarin 480 (450-495nm)
y Coumarin 460 (420-460nm)] que, al no ser ionizantes,
no presentan ningún problema añadido para su uso en la
industria alimentaria. El tamaño del spot del haz láser es de
1,5 x 2 mm con una potencia media de 1,4 mW a 500nm.
El empleo de un láser sintonizable se justifica ante la
necesidad de poder realizar un estudio experimental que
concluya con la determinación de la/s longitudes de onda
más apropiadas a utilizar. Lo que posteriormente permitirá el
empleo de láseres de frecuencia fija, muy inferiores en costes
al sintonizable empleado en la fase inicial de la investigación,
abaratando considerablemente el desarrollo de los sistemas
industriales.
La utilización de un láser, en comparación con las
fuentes de radiación tradicionales, permite incrementar la
intensidad centrada en una frecuencia concreta, facilitando
la adquisición de medidas. Además el aumento en la señal
implicará que, ante un mismo nivel de ruido, sus efectos
adversos serán menores, por lo que es de esperar un mejor
Fig.1: Esquema general del sistema
2.1. TIPO DE LÁSER Y DETECCIÓN
Dos son los modos de funcionamiento de los sistemas
láser: pulsado o continuo. Para poder analizar las propiedades
internas de un producto es necesario que la radiación láser
no tan sólo penetre en él, sino que sea capaz de atravesarlo
completamente, saliendo parte de ella nuevamente al exterior.
Por tanto se requerirá emplear una fuente láser de gran
intensidad que si se aplicara en modo continuo podría causar
daños irreversibles en el producto. De ahí que se haya optado
por recurrir a la utilización de un láser pulsante, capaz de
suministrar gran energía en un intervalo de tiempo reducido,
con grandes potencias de pico pero reducida en valor medio,
evitando así causar deterioros al producto.
Para este trabajo se ha utilizado un láser de nitrógeno
marca Laser Science Inc., modelo VSL-337ND-S, Fig.(2).
Este láser pulsado se utiliza para bombear cubetas, modelos
DUO-210 y DUO-220, en las que se introducen diferentes
colorantes. En función del colorante empleado el sistema
permite obtener longitudes de onda de trabajo desde el
ultravioleta al infrarrojo cercano (de 370 a 950nm). Así, según
el medio bombeado, se abarcan intervalos de longitudes de
onda [IR-125 (885-945nm), HITC(850-890nm), DOTC(760-
Buena Práctica
comportamiento de estos sistemas en entornos industriales.
Así, al ampliar el rango en valores de respuesta, se mejorará
el análisis discriminante de los valores de las propiedades
relacionadas.
El uso del láser es compatible con las tres configuraciones
habituales de medida empleadas en las técnicas
espectroscópicas de infrarrojo cercano y visible: transmisión,
reflectancia o transflectancia (la denominación difiere de
unos autores a otros), y absorción.
El aumento en intensidad que aporta el láser implica
poder utilizar disposiciones con las que en las técnicas
Fig.2: Láser de bombeo de nitrógeno
con la plataforma para cubetas de
colorante (encima). Ésta dispone de
un tornillo micrométrico con el que
manualmente se gradua la salida con
resolución de 1 nanómetro.
43
espectroscópicas convencionales no había posibilidad
de detección, aportando una mayor gama de ángulos de
incidencia y de detección que se traducen en una mayor
facilidad de adaptación a diferentes superficies de trabajo. En
nuestros trabajos, tanto para el montaje experimental como
para el prototipo, las detecciones se realizan a 45 grados
con respecto a la dirección del haz principal del láser, tanto
en un plano vertical como horizontal. También a 90 grados
en el plano horizontal, no en el plano vertical pues ahí se
encuentra el sépalo, y en configuración de transmisión.
En cuanto a los detectores se ha recurrido al empleo de
los de alta velocidad de silicio, de la marca Thorlabs, det210 y det-22, empleándose una lente esférica plana convexa,
con su propio soporte de la marca CVI Laser Optics, para la
focalización del haz sobre el detector de transmisión, Fig.
(3) y Fig.(4).
Fig.3: Montaje experimental. Vista en planta. En la parte superior está el láser y en la inferior
se observa el detector de transmisión en contacto con el tomate. Los detectores a la izquierda
de la pieza son los de transflectancia a 90 y 45º en configuración horizontal. El de 45º en
vertical aparece encima sin el cable de conexión para facilitar su visualización.
En la Fig.(4) se incluye un esquema de las configuraciones
de medida. La adquisición de datos se lleva a cabo mediante
un osciloscopio TEKTRONIX TDS.210, de 4 canales
(entradas), con tiempo de muestreo de 1 nanosegundo y 80
de adquisición en esa resolución, con conexión directa a un
ordenador al que se transfieren las señales registradas.
Fig.4: Esquema de formas de medida. El montaje experimental en laboratorio persigue captar
las medidas que se detallan.
44
3. METODOLOGÍA DE TRABAJO
La metodología desarrollada se ha concretado en ocho
etapas que abordaron desde la elección del producto al que
aplicar el sistema hasta su clasificación operativa.
La primera etapa implica que cada producto demanda
un estudio individualizado, que depende de sus propias
características y de las propiedades ante las que deberá
clasificarse (Farahnaky et al., 2010) y que abarcan desde
azúcares, cenizas, humedad, acidez, pH, almidón, firmeza,
omegas 3 y 6, lycopeno, etc. hasta el índice de maduración o
contenidos en proteínas o grasas en su caso.
La segunda etapa requiere conocer las propiedades físicoquímicas que determinan las características organolépticas
que definen la calidad del producto. Para ello se recurre a
paneles sensoriales o a estudios preexistentes al objeto de
identificar sus propiedades más representativas, que deben
ser objeto de posterior estudio.
La tercera etapa consiste en obtener el espectro de los
productos a caracterizar, con objeto de que, una vez fijada
la propiedad, se determinen las regiones espectrales que
experimentan un mayor cambio y, por tanto, las longitudes
de onda del láser, o láseres, a utilizar.
La cuarta etapa requiere disponer del material adecuado
con el que realizar un montaje experimental en el que verificar
dos aspectos. Por una parte, el diseño de una configuración de
medida adecuada que, sin olvidar su posterior implantación
industrial, permita una fácil adquisición de la respuesta
espectral; sistema que, por las ventajas anteriormente
expuestas, decidimos basar en la tecnología láser. El segundo
aspecto a tratar es el de los ensayos destructivos, que implican
la manipulación individual de cada unidad de producto y la
aplicación de las técnicas experimentales más apropiadas
para la determinación de sus propiedades. El objetivo final
de esta etapa es disponer de una base de datos que permita
poder correlacionar los espectros con los valores de las
propiedades de interés de cada unidad de producto.
La quinta etapa implica el uso de técnicas matemáticas
lineales (PCA-Principal Component Analisys, PCR-Principal
Component Regression, PLS-Partial Least Squares y MLRMultiple Linear Regresión (Liu et al., 2008. Moghimi et al.,
2010)) y no lineales (RRNN-Redes Neuronales y Kernelbased (Boonmung et al., 2006)) para generar modelos
de correlación entre los valores espectrales y los datos de
las propiedades que caracterizan las unidades de producto
(resultado de los ensayos destructivos). Dado que no se
encontraron estudios previos que abordaran la selección de
la técnica matemática más idónea para la identificación de
cada propiedad fue preciso recurrir a la experimentación.
Para ello se diseñaron fases de calibración, validación y
predicción. Durante la validación, para una técnica concreta,
se introdujeron los datos espectrales y de propiedades
internas del 90% de las unidades de producto, generándose
los parámetros del modelo. En la validación se mostraron
al modelo los datos espectrales del 10% de las unidades
de producto que no fueron empleadas para calibración,
proporcionando éste los datos de sus propiedades que se
Buena Práctica
contrastaron con los resultantes tras someter las muestras a
los ensayos destructivos.
Tres fueron las acciones que se consideraron en los
casos en que la validación del modelo fue considerada como
insatisfactoria: modificar la configuración de medida de los
espectros para conseguir señales más adecuadas; cambiar
la zona espectral inicialmente seleccionada; o descartar la
técnica matemática procediendo a experimentar con otra.
Por el contrario, en aquellos casos en los que se consideró el
error como aceptable, se procedió a considerar dicho modelo
como válido para la fase de predicción que, en definitiva,
es la de funcionamiento operativo del sistema: predecir los
parámetros de interés de cada unidad de producto a partir de
las respuestas espectrales sin que los productos tengan que
ser sometidos a ensayo destructivo alguno.
En la sexta etapa se procede a simplificar los modelos
matemáticos y a intentar incrementar el coeficiente
de correlación eliminando longitudes de onda poco
representativas. Cuando gran parte de la información espectral
y su relación con la propiedad se describe apropiadamente,
usando una única o unas pocas longitudes de onda, los
cálculos se reducen notablemente, como puede ocurrir con
ciertos métodos lineales. Si al eliminar algunas longitudes
de onda los coeficientes de correlación se incrementan,
resultando admisibles para los propósitos finales, el modelo
es válido debido a la poca influencia del resto. Cuestión que
resulta de gran importancia ya que evita registrar un rango
espectral amplio, reduciéndose el estudio en complejidad,
incrementado la velocidad de proceso y, de manera especial,
disminuyendo el coste de la configuración a implementar
para la solución industrial.
En la séptima etapa, una vez validadas en laboratorio
las técnicas de adquisición de los datos y los valores de los
ensayos destructivos, determinado el modelo y la longitud
o longitudes de onda apropiadas, se está en condiciones de
abordar la fase de validación sobre el prototipo preindustrial.
Éste consta de una cinta transportadora, por la que circulan
unidades de producto a velocidad de proceso, y sobre los
que, en un determinado punto, se hace incidir la iluminación
láser, adquiriéndose la señal resultante que se emplea para
predecir, con el modelo matemático implementado, las
4.2. MEDIDAS ESPECTRALES
Mediante el láser y los colorantes se obtuvo la respuesta
espectral en las zonas visible e infrarroja del espectro
electromagnético para cada uno de los 90 tomates. Conforme
se indica en la Tabla 1 se determinaron, para los rangos de
longitudes de onda espectrales considerados, el número de
unidades en las cuales el espectro obtenido incorporaba un
excesivo nivel de ruido.
Fig.5: Distribución de los valores de residuo seco obtenidos para los 90 tomates ensayados
Fig.6: Representación de los ºBrix respecto a su residuo seco para los 90 tomates ensayados
Buena Práctica
propiedades correspondientes a cada unidad de producto,
con cuyos parámetros se procede a, mediante un clasificador,
asignarles la categoría más acorde de entre las opciones
posibles.
Por último, en la octava etapa, se someten a ensayos
destructivos la totalidad de las muestras clasificadas
con el prototipo en la etapa anterior, determinando las
propiedades individuales de cada producto. Tras ellos se
procede a contrastar estos resultados con los de predicción
correspondientes a cada unidad de producto, validándose
todo el sistema.
4. RESULTADOS: APLICACIÓN AL CASO DEL TOMATE
La metodología descrita en el apartado anterior se ha
desarrollado y verificado para el caso concreto de clasificación
de tomate Lycopersicon Esculentum de conformidad con:
4.1. ENSAYOS DESTRUCTIVOS
Se utilizaron 90 piezas de tomate de la variedad longlife calibre 75-85 mm determinándose mediante técnicas
destructivas convencionales las propiedades (Lien et al.,
2009. Sinesio et al., 2010): pH, grados Brix, acidez, índice
de maduración, durezas superficial e interna, residuo seco
y color interior. Se analizó la distribución de los datos
comprobando que respondían a una curva normal todas las
propiedades citadas. A modo de ejemplo se incluye la gráfica
de los valores de residuo seco, Fig.(5), y su representación
respecto a los valores de ºBrix, fig.(6). El color externo se
determinó subjetivamente comparando con una tabla de
colores, con valores de referencia entre el 1 (el verde más
intenso) y el 9 (el rojo más intenso).
45
En cuanto a los espectros medidos sobre los tomates se
observó que los perfiles eran similares. A modo de ejemplo, en
la Fig.(7) se representan los espectros obtenidos empleando
el colorante DCM.
4.3. MODELOS MATEMÁTICOS LINEALES Y
NO LINEALES
Las técnicas matemáticas lineales utilizan, para la
definición del modelo matemático más óptimo a cada
propiedad, como entradas o variables independientes los
espectros obtenidos para cada tomate y como salidas o
variables dependientes los valores de las propiedades
Configuración \ nm
45º Horizontal
45º Vertical
90º Horizontal
Transmisión
700-621
90
90
77
68(12)
620-576
90
90
82(15)
-
redes neuronales multicapa con aprendizaje backpropagation
(Montaña-Cámara et al., 2010), utilizando para ello el
programa Matlab con la toolbox de redes neuronales. Los datos
de entrada para la red neuronal fueron los espectros medidos
de los tomates y la salida los valores de las propiedades
obtenidos en los ensayos destructivos, manejándose una única
propiedad con cada red, en cada aprendizaje, obteniéndose los
coeficientes de correlación representados en la Tabla 3.
A partir de los datos obtenidos con los diferentes
modelos se pasó a abordar su simplificación y optimización.
Manteniendo el número de muestras, ya que no se eliminaron
tomates medidos, se buscaron aquellas longitudes de onda
590-551
90
90
-
560-481
75(7)
74(6)
23
49(16)
490-451
64(54)
64(49)
64(50)
-
460-421
70(45)
70(45)
70(62)
-
Tabla 1: Número de tomates medidos por tipo de configuración de medida y rangos de longitudes de onda espectrales. Entre paréntesis cantidad de tomates con espectros muy ruidosos de difícil
utilización en cálculos sucesivos.
Propiedad
Maduración
pH
ºBrix
Residuo seco
Firmeza
Dureza superficial
Color interno
Acidez
621a 700
nm
PLS
-0,02
-0,36
0,33
0,31
0,54
0,35
0,77
0,20
621a 700
nm
PCR
-0,02
-0,37
0,35
0,31
0,54
0,35
0,77
0,19
621 a 700
nm
MLR
-0,10
0,01
-0,12
-0,18
-0,08
-0,09
0,06
-0,02
Fig.7: Espectros en el rango espectral de 621 a 700 nm para la configuración de medida a
45º horizontal, de los 90 tomates.
Tabla 2: Coeficientes de correlación en la fase de validación obtenidos con métodos lineales, según la
propiedad y rango espectral de 621 a 700 nm.
determinadas en los ensayos destructivos. En la Tabla 2
se muestran, a modo de ejemplo, algunos coeficientes de
correlación obtenidos con diversos modelos, para lo que se
utilizó el software Unscrambrer, v.7.0 de CAMO.
También se abordó el estudio de esta problemática
mediante técnicas no lineales, para lo cual se experimentó con
que, para alguna propiedad concreta, exhibían una baja
correlación. Lo que pudo evidenciarse con los métodos PLS
y MLR, Tabla 4. Por el contrario otros métodos, como el
PCA o el PCR, no permiten una simplificación directa ya
que en las componentes principales participan, en mayor o
menor porcentaje, todas las variables independientes.
Propiedad \ nm
Maduración
pH
ºBrix
Residuo seco
Firmeza
Dureza superficial
Color interno
Acidez
621 a 700 nm
0,70
0,80
0,65
0,72
0,65
0,58
0,91
0,75
576 a 620 nm
0,70
0,68
0,65
0,72
0,62
0,72
0,97
0,70
551 a 590 nm
0,66
0,80
0,67
0,73
0,81
0,80
0,98
0,70
551 a 700 nm
0,72
0,87
0,71
0,74
0,87
0,92
0,95
0,84
Tabla 3: Coeficientes de correlación en validación encontrados con métodos no lineales, según la propiedad y rango espectral utilizado en los cálculos.
46
Buena Práctica
4.4. VALIDACIONES SOBRE EL PROTOTIPO
Utilizando los modelos lineales simplificados obtenidos
conforme a lo descrito en el apartado anterior, haciendo uso
del prototipo, Fig.(8), y a partir de las mediciones resultantes
para las longitudes de onda óptimas para cada propiedad, se
predeterminó su valor para cada uno de los 20 tomates de la
muestra considerada en un ensayo de validación.
Propiedad
Maduración
pH
ºBrix
Residuo seco
Firmeza
Longitudes de onda
(nm)
686,640,623,620
610,600,591,580
606,601,575
681,659
656
Dureza superficial
Color interno
Acidez
575
575
547,506,484
Los modelos lineales para interrelacionar las propiedades
internas con la respuesta espectral en diversos rangos
ofrecen unas correlaciones relativamente bajas (Tabla 2). La
respuesta es desigual en los rangos espectrales considerados,
siendo los datos que se incluyen representativos en líneas
generales. En el mejor de los casos se obtiene un coeficiente
de correlación de 0,77 para el color interno en los modelos
Configuración
Método
Transmisión
Transmisión
Reflexión 45º vertical
Reflexión 90º
Reflexión 45º
horizontal
Reflexión 90º
PLS
PLS
PLS
MLR
PLS
Coeficiente
correlación
0,70
0,74
0,69
0,68
0,81
MLR
PLS
PLS
0,72
0,96
0,70
Tabla 4: Valores concretos de las longitudes de onda de los mejores ajustes y su correspondiente coeficiente de correlación en validación.
con PLS y PCR, considerándose excesivamente baja la del
MLR.
Al aplicar los métodos no lineales la correlación mejora
sustantivamente, aumentando y alcanzando valores muy
interesantes para todas las propiedades. Comparativamente
estos modelos son más ventajosos que los lineales. En las
redes neuronales el tiempo de proceso y complejidad de la
red está relacionado con el número de neuronas empleadas.
En nuestro caso se emplearon de 8 a 80 resultando las mejores
validaciones al usar entre 20 y 40.
Pero el uso de redes neuronales conlleva la medida de
todo el espectro y una mayor lentitud en los cálculos. Por
esta razón, y buscando los sistemas más económicos y
rápidos, se mejoran los coeficientes de los métodos lineales
con el objetivo de aprovechar la simplificación que permiten
ciertos modelos. Para ello se empleó un proceso selectivo
Fig.8: Prototipo en funcionamiento. Las
configuraciones de medida mantienen los ángulos
y la disposición usados en el laboratorio. Sobre
el área de medición se coloca una caja negra
(no mostrada) para aislarla de la iluminación
exterior. El computador empleado para el montaje
en el prototipo es el mismo que el usado en
el laboratorio para la construcción del modelo
y la velocidad de la cinta donde se colocan los
detectores es de unas dos unidades por segundo.
Posteriormente dichos tomates se sometieron a los
correspondientes ensayos destructivos, al objeto de poder
cuantificar el valor de sus propiedades, siendo los coeficientes
de correlación de validación del prototipo los mostrados en
la Tabla 5.
Coeficiente de
correlación
Maduración
pH
ºBrix
Residuo seco
Firmeza
Dureza
superficial
Color
interno
Acidez
0,62
0,67
0,62
0,61
0,74
0,65
0,92
0,66
Tabla 5: Coeficientes de correlación obtenidos en la fase de validación del prototipo.
5. DISCUSIÓN
Las correlaciones observadas con las propiedades
determinadas mediante ensayos destructivos permiten
validar lo ya establecido por algunos métodos de medida
referenciados en la bibliografía. Por ejemplo, la correlación
entre grados ºBrix y residuo seco es alta y positiva, de manera
similar a como ocurre entre firmeza y dureza superficial.
Destaca también la correlación de 0,94 entre el color interno
(del triturado) y externo (apariencia).
Buena Práctica
de prueba y error en el que sistemáticamente se fueron
eliminando aquellas longitudes de onda menos significativas,
hasta llegar a identificar las que optimizan el coeficiente de
correlación. Efectivamente pudo comprobarse la mejora
sustancial obtenida al eliminar aquella información que
poco o nada aporta en la determinación de la propiedad
(Tabla 4 frente a Tabla 2). De esta manera se hace posible
determinar, con una correlación lineal de 0,96 (R=0,96), el
color del triturado interior del tomate empleando un único
47
láser a 575 nm; la firmeza, con una R=0,81, con un láser a
656 nm; mientras que una propiedad como el residuo seco,
para predecirse con una R=0,7, requiere dos longitudes de
onda: 681 y 659 nm. Por supuesto cada propiedad necesita
emplear sólo el láser apropiado, no pudiéndose obtener varias
propiedades conjuntamente, a menos que en la simplificación
la combinación de longitudes de onda a utilizar sea idéntica.
En lo que respecta a los resultados de la validación del
modelo en el prototipo (Tabla 5) hay que señalar el elevado
valor de correlación lineal con la firmeza (R=0,72) al iluminar
los productos con un láser a 656 nm. Mientras que el color
interno puede predecirse con un índice R=0,92 mediante una
iluminación láser a 575 nm. Esta última propiedad pudo ser
empleada para clasificar automáticamente con el prototipo,
en tres grupos (verde, intermedio y maduro), una muestra de
21 tomates sin que el sistema cometiera error alguno. Si bien
pudo comprobarse que con el prototipo no se obtuvieron los
mismos coeficientes que en los ensayos estáticos previos
realizados en condiciones de laboratorio, éstos continuaron
siendo elevados, aunque lógicamente debió limitarse la zona
de paso para que simultáneamente no pudiera pasar frente al
sistema de medición más de una sola unidad de producto.
6. CONCLUSIONES
Se ha demostrado la posibilidad de emplear el láser como
fuente de luz en los métodos espectroscópicos aportando una
serie de beneficios con respecto a las fuentes tradicionales.
Las principales ventajas son una fácil implementación
sobre los sistemas actuales así como mejoras en intensidad,
direccionalidad y velocidad, resultando aplicable a un sistema
de clasificación automática de productos hortofrutícolas.
Con respecto a la metodología de trabajo planteada
en ocho fases, se ha comprobado que el análisis de la
correlación entre los espectros obtenidos en las diferentes
regiones espectrales y las propiedades evaluadas mediante
técnicas destructivas permite identificar la configuración
óptica apropiada, la técnica matemática más conveniente y
las longitudes de onda que definen el modelo más óptimo.
La simplificación de los sistemas lineales conlleva encontrar
modelos sencillos que permiten trabajar con pocas longitudes
de onda, reduciendo costes de implementación en sistemas
industriales, pero manteniendo altos valores de correlación.
En cuanto a la aplicación desarrollada para el caso
concreto del tomate se ha construido un prototipo que
permite su clasificación por parámetros internos, sin requerir
el empleo de ensayos destructivos, aportando sustanciales
mejoras con referencia a los sistemas tradicionales de
manipulación empleados en las actuales líneas industriales.
7. PERSPECTIVAS Y TRABAJOS FUTUROS
Es posible identificar nuevos productos hortofrutícolas
susceptibles de ser clasificados utilizando esta metodología.
De sencillo estudio resultarán aquellos que, como el tomate,
presenten medidas de transflectancia a diversos ángulos,
así como aquellos que, al presentar una piel no demasiado
48
gruesa, permita el paso de los fotones a su interior (fresa,
uva, manzana, pera, etc.). En el caso de frutas con hueso
(ciruela, cereza, melocotón, albaricoque, etc.) se presentará
la dificultad añadida de que sus resultados serán altamente
dependientes de la zona de incidencia de la radiación.
El número de unidades de producto a iluminar por
segundo, y consecuentemente la velocidad de la línea de
clasificación, viene condicionado por la frecuencia de disparo
del láser. De ahí que un elemento crítico sea la capacidad de
trabajo máxima con la que se mantiene el sistema en el grado
de fiabilidad exigido.
8. AGRADECIMIENTOS
Al Instituto de Fomento y a la Fundación Séneca de
la Comunidad Autónoma de la Región de Murcia por la
concesión para la realización de este trabajo de las becas
asociadas “a la realización de Proyectos de Investigación
Aplicada(1999-2000)” y “a la realización de Proyectos
de Investigación en I+D, Innovación y Transferencia de
Tecnología(2000-2003) de la Consejería de Trabajo y
Política Social de la Comunidad Autónoma de la Región de
Murcia, cofinanciada por el Fondo Social Europeo a través
del Programa Operativo Integrado para la Región de Murcia
(2000-2006)”. Al Departamento de Química Física, Grupo
de Láseres, Espectroscopia Molecular y Química Cuántica,
y al Grupo de Visión, Robótica y Proyectos de Ingeniería;
ambos de la Universidad de Murcia. Así como a las
empresas Agrytel S.L. y Paloma S.A., quienes facilitaron los
productos requeridos para estas investigaciones, así como el
asesoramiento en clasificación de productos hortofrutícolas
de sus cualificados expertos.
9. BIBLIOGRAFÍA
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relaxation time”. Postharvest Biology and Technology. 2007. Vol.44-2 p.157-164
Buena Práctica
Normas para la gestión de la innovación. Un análisis comparativo
5306.02 INNOVACIÓN TECNOLÓGICA
Normas para la gestión de la
innovación. Un análisis comparativo
Moisès Mir-Mauri*
Martí Casadesús-Fa*
* Escuela Politécnica Superior de Girona. Plaça Sant Domènec –
17071 Girona. Tel. +34 972 418400.
[email protected]; [email protected]
Innovation management standards. A Comparative analisys
ABSTRACT
• This paper analyzes and compares
two of the first standards at the
global level for the management of
innovation: the UNE 166002:2006
for Spain and the BS 7000-1:2008
for the United Kingdom. During a
crisis, innovation has to be seen as
a key factor to overcome that crisis
and it is important to know which
standardized systems are available
in the world to manage innovation
efficiently in enterprises.
This study was done in a good
time, because a new standard at
European level for the management
of innovation is currently being
developed by the European
Committee for Standardization
(CEN). Thus, after a review of
existing standards, it delves into a
deep analysis of the two standards
mentioned above through a
comparative study unprecedented
in the state of contemporary art.
• KEY WORDS: innovation
management, standardization,
innovation, UNE 166002, BS
7000-1.
Artículo de Revisión
RESUMEN
1. INTRODUCCIÓN
En este artículo se analizan y se
comparan dos de los primeros estándares
para la gestión de la innovación a nivel
mundial: la UNE 166002:2006 para
España y la BS 7000-1:2008 para el
Reino Unido. En tiempos de crisis, en
que la innovación debe establecerse
como un factor clave para salir de ella,
es importante conocer qué sistemas
estandarizados existen para gestionarla
de manera eficiente. El presente estudio
se ha hecho en un buen momento, si se
tiene en cuenta que actualmente se está
desarrollando, por parte del Comité
Europeo de Normalización (CEN), un
nuevo estándar a nivel europeo para la
gestión de la innovación.
De esta forma, después de hacer
una revisión de las normas existentes,
se profundiza en el análisis de las dos
normas antes citadas mediante un
estudio comparativo sin precedentes en
el estado del arte actual.
La innovación, es sin duda una
cuestión clave para la supervivencia y
la competitividad de las empresas de
países ya desde hace unos años y lo
sigue siendo en la actualidad, y más en
unos momentos de crisis como los que
se están padeciendo en España y en el
resto del mundo. De hecho, en período de
crisis algunas empresas, concretamente
el 34% de las empresas encuestadas
por la consultora McKinsey durante
el año 2009, recortan la inversión
en materia de I+D e innovación (Mc
Kinsey & Company, 2009). Dicha falta
de inversiones en innovación puede
significar no intentar seguir luchando
para la supervivencia a medio y largo
plazo. Por otra parte otras empresas
siguen invirtiendo (Mc Kinsey &
Company, 2009) convencidas que es
el camino a seguir, con el objetivo de
seguir en activo a largo plazo. Hoy en
día a algunos ejecutivos ya les preocupa
que los movimientos de reducción de
costes de sus empresas en I+D durante
el año 2009 tendrán consecuencias
dolorosas (Mc Kinsey & Company,
2010), incluyendo una masa crítica
de talento más débil y una pérdida de
cuota de mercado.
Palabras clave: gestión de
la
innovación,
estandarización,
innovación, UNE 166002, BS 7000-1.
49
Si la innovación es un factor clave de competitividad
de toda empresa, y en nuestro país parece que aún estamos
inmersos en una insuficiente cultura innovadora, con el
objetivo de llevar a cabo una aportación en la mejora de esta
cultura, ¿qué mejor manera que poder conocer, en mayor
profundidad, las herramientas estandarizadas existentes en
el mundo para gestionar de manera eficiente las tareas de
innovación en la empresa? El presente artículo está focalizado
precisamente en esta línea.
En el ámbito de la gestión de la innovación han sido
muchos los modelos teóricos desarrollados con el objetivo de
conocer el funcionamiento del proceso de innovación y cómo
se generan innovaciones en productos, procesos, servicios,
organizativas, en marketing y en modelos de negocio, según
la última definición internacionalmente aceptada sobre
innovación del manual de Oslo (OECD, 2005). El concepto
innovación ha evolucionado con el tiempo, y de esta forma
actualmente se tiene una visión más global y holística, por lo
que se deja de hablar únicamente de innovaciones tecnológicas
como anteriormente. Los modelos han evolucionado con el
tiempo desde los primeros modelos lineales de Rosseguer
en 1980 pasando por varias generaciones, que incluyen
modelos como el de Stage-Gate de Cooper (1994) y el de
cadenas vinculadas interactivo de Kline (1985) entre muchos
otros. Ellos conforman cinco generaciones de modelos de
innovación descritas ampliamente por Rothwell (1994),
siendo la última similar a la cuarta generación si bien con
conceptos más recientes.
En aras de resumir la evolución conceptual se establece
que Rothwell (1994) identificó 5 generaciones de gestión
de la innovación durante un período de cuarenta años que
comienza en la década de los años 50. Determinó que cada
nueva generación era, de hecho, una respuesta a un cambio
significativo en el mercado, como el crecimiento económico,
la expansión industrial, la competencia más intensa, la
inflación, la deflación, la recuperación económica, el
desempleo y las limitaciones de recursos. Un cambio de
generación de una empresa requiere actualizar su enfoque
estratégico, revisar el proceso de innovación y desarrollar
nuevos nichos de mercado. Las 5 generaciones descritas por
Rothwell (1994) se resumen como:
I) “Technology push” O empuje de la tecnología
(Freeman et al., 1992). De 1950 a mediados de 1960, el
rápido crecimiento económico condujo a una demanda
“agujero negro” que permitió un empuje tecnológico
fuerte y la expansión industrial en el mundo occidental
y en Japón. Las empresas se centraron principalmente
en los avances científicos. La innovación sufrió un
rápido crecimiento en multinacionales aisladas de las
universidades.
II) “Market pull” o La demanda del mercado, generación
basada en innovaciones incrementales (Hayes
and Abernathy, 1980). A mediados de 1960 hasta
principios de 1970 se caracterizaron por las cuotas
de mercado, una batalla que indujo a las empresas
a cambiar su enfoque de desarrollo para satisfacer
50
las necesidades de mercado. Los análisis de costobeneficio se hicieron para proyectos de investigación
individuales, se formaron conexiones más fuertes
entre la I+D y las unidades operativas mediante la
inclusión, en los equipos de ingenieros de producto,
científicos de investigación a fin de reducir el tiempo
de comercialización.
III) Emparejamiento de I+D y Marketing con los modelos
como los de Cooper (1994) o Kline (1985). Desde
mediados de 1970 hasta mediados de 1980, los
esfuerzos de racionalización surgieron bajo la presión
de la inflación. El enfoque estratégico (Porter, 1983)
estaba en el punto de mira de los ejecutivos y dio lugar a
las carteras de productos. Marketing e I+D empezaron
una estrecha colaboración para la innovación a través
de procesos estructurados, y la reducción de costos
operacionales era un conductor central de estos
modelos de gestión.
IV) Procesos integrados de negocio. Cuando la economía
occidental se recuperó de principios de 1980 hasta
mediados de los 90’s, la estrategia empezó a focalizarse
en la reducción de los tiempos de desarrollo (Dumaine,
1989). La atención se centró en los procesos integrados
y trabajos en paralelo de los procesos, juntamente con
una estrategia tecnológica (Peters y Waterman, 1982),
un mayor uso de las Tecnologías de la Información
(Bessant, 1991), una mayor visión con estrategia
global (Hood y Vahlne, 1988) y alianzas estratégicas
(Hagedoorn, 1990). Externamente se establecieron
fuertes vínculos con los proveedores, así como con los
clientes principales.
V) Sistemas Integrados y trabajo en Red (Rothwell,
1994). Por último, a partir de 1990, la limitación de
recursos se convirtió en el tema central, la atención
se centró en la integración de sistemas y redes
con el fin de racionalizar recursos, garantizar la
flexibilidad y mejorar la velocidad de desarrollo.
Los procesos de negocio fueron automatizados a
través de la planificación de recursos empresariales
(ERP). Externamente, la atención se centró en
asociaciones estratégicas de configuración avanzada,
para la comercialización, colaboración y acuerdos
de investigación basado en la innovación abierta u
open innovation (Chesbrough, 2003), en el que el
valor añadido del producto o servicio percibido por el
cliente, se encontraba en la calidad y en otros factores
ajenos al precio. La innovación se convirtió en un
importante (de hecho, esencial) aspecto de la práctica
contemporánea de los negocios. Hoy en día se empieza
a hablar de Innovación ligera o Lean Innovation
(Koelmel and Falfanz, 2009) una aproximación a un
modelo de gestión de la innovación focalizado en la
reducción de desperdicios en innovación y la eficiencia
de la innovación para PYMES.
De esta forma, la innovación está reconocida en la
actualidad como un factor fundamental para el éxito de un
negocio, el modelo de innovación de quinta generación
según Rothwell (1994) implica: (i) acelerar el desarrollo de
nuevos productos basados en la tecnología, (ii) aumentar la
flexibilidad y la adaptabilidad; (iii) cambiar la organización
para el éxito empresarial, (iv) mejorar la conciencia en las
cuestiones ambientales; (v) orientarse hacia la eficiencia y
la satisfacción del cliente, y (vi) apoyarse en la acumulación
y gestión del conocimiento corporativo a través de la
integración de sistemas y redes.
En cuanto a la gestión de la innovación en las
organizaciones, durante los últimos años ha aparecido, en
algunos países, un nuevo “actor”: los sistemas estandarizados
de gestión de la innovación. Es decir, estándares de gestión,
normas o guías, que proponen a las organizaciones cómo
gestionar, de manera sistematizada y estandarizada, la
innovación para ser más activos y eficientes en este campo.
En alguno de los pocos casos estudiados, como el de Mir y
Casadesús (2008), se muestra la importancia de las TIC para
su implantación exitosa, y aparecen las primeras cuestiones,
por un lado en cuanto al impacto de estos estándares en
la capacidad innovadora de las empresas, y por otro lado,
si puede suceder lo mismo que sucedió en el ámbito de la
Gestión de la Calidad, con la gran relevancia de las normas
ISO 9000 aparecidas en la década de los 80 (Marimón y
Casadesús, 2006). Otro de los pocos casos estudiados se
encuentra en el sector de la construcción (Pellicer et al., 2008),
en el cual se refleja el poco conocimiento que existe, en este
caso para las empresas del sector de la construcción, sobre
las normas para la gestión de la innovación. En contrapartida
las empresas que conocen estos estándares muestran un gran
interés en implantarlas en un futuro próximo (Pellicer et al.,
2008). ¿Puede suceder que en la actual situación de crisis
veamos un nuevo cambio de generación en los modelos de
gestión de la innovación? ¿Podríamos estar en el embrión
de un cambio hacia una sexta generación de gestión de la
innovación?, ¿Podría ser la sexta generación estructurada
y formalizada por consenso mediante estándares o normas
de gestión conceptualmente basadas en la quinta generación
propuesta por Rothwell (1994)? Con el objetivo de explorar
en este campo, se inicia el presente trabajo.
Concretamente en este artículo se presentan los
resultados del estudio de dos de las normas más relevantes
a nivel mundial en el área de la gestión de la Innovación en
las organizaciones, en concreto se presenta una comparativa
entre la norma española: UNE 166002:2006 Gestión de
la I+D+I: Requisitos del Sistema de Gestión de la I+D+I
(AENOR, 2006a), y su homóloga Inglesa: BS 7000-1:2008
Design Management Systems: Guide to managing innovation
(BSI, 2008). Las normas escogidas son las dos normas
pioneras en el ámbito de la gestión de la innovación, pues
después de ellas se han diseñado otras, de características muy
similares, en otros países. Por ser las primeras, y por tanto las
más implantadas, se justifica el interés que despierta en los
autores en su análisis y mayor conocimiento en profundidad.
De todas formas, el estudio va más allá de la comparativa
entre las dos normas y también se describe previamente una
panorámica del conjunto de normas detectadas existentes
y relacionadas con las del objeto del presente artículo, por
su relación conceptual o bien por ser normas integrables en
un mismo Sistema Integrado de Gestión (SIG). Además, el
presente estudio se lleva a cabo en un momento en el que
el Comité Europeo de Normalización (CEN), mediante el
grupo de trabajo CEN/TC 389 Innovation Management, está
empezando a diseñar sendas normas para la gestión de la
innovación a nivel Europeo sin conocer, aún, el impacto real
en las empresas de las distintas normas que existen en los
distintos países ya implantadas.
Entre las normas que tienen mayor relación conceptual
con las dos normas analizadas en el presente artículo cabe
destacar la recientemente publicada norma portuguesa NP
4457:2007 Gestão da Investigação, Desenvolvimento e
Inovação (IDI): Requisitos do sistema de gestão de IDI,
basada en el modelo de interacciones en cadena de la
innovación en la economía del conocimiento de Caraça,
Ferreira y Mendonça (2006), con evidente parecido con la
norma española, UNE 166002:2006, debido a que ha sido
referencia básica para su creación (IPQ, 2007).
2. OBJETIVO
El objetivo del presente artículo, de carácter exploratorio,
es el de analizar los dos estándares más relevantes a nivel
mundial para la gestión sistemática de la innovación en
las organizaciones. Las dos normas homólogas analizadas
son las normas oficiales, y de voluntaria implementación,
existentes en dos países, España y Reino Unido. El primero
dispone de la norma UNE 166002:2006 y el segundo dispone
de la norma BS 7000-1:2008.
También tiene como objetivo, la exposición previa
del entorno normativo, mediante la detección de otras
normas relacionadas de otros países o ámbitos (Europeo
e Internacional), las cuales pueden ser objeto de futuros
estudios comparativos entre ellas así como de estudios para
su integración en un único sistema integrado de gestión
(SIG), pues muchas de ellas pueden tener que convivir en
una misma organización.
Al mismo tiempo, los autores siguen con atención el
impacto de la norma UNE 166002:2006 para conocer cómo
el uso real de la norma mejora la capacidad innovadora de las
empresas españolas que la implantan, se certifican y la usan
como base para su sistema de gestión de la I+D+I. Ahora
bien, para ello es necesaria una masa crítica de empresas
certificadas y con un cierto rodaje en su uso. Es por este
motivo que en la actualidad únicamente se sigue la evolución
del número de empresas certificadas en el tiempo con el
objetivo de realizar el estudio empírico en el momento más
adecuado: en Mayo de 2006 había 42 empresas certificadas
con la joven norma UNE 166002:2006 en España (Mir y
Casadesús, 2008), en el año 2008 había aproximadamente
200 según Malvado (2008). Observando la página Web de
AENOR (2010) se pueden detectar, hoy en día, hasta 280
51
empresas con el certificado oficial expedido por AENOR (ver
Figura 1), aunque existe algunas decenas más de certificados
expedidos por otros organismos acreditados por ENAC
(Entidad Nacional de Acreditación), como son: SGS ICS
IBERICA S.A., IVAC-INSTITUTO DE CERTIFICACIÓN,
S.L., EQA EUROPEAN QUALITY ASSURANCE SPAIN,
S.L., o BUREAU VERITAS CERTIFICATION, S.A.U.
(ENAC, 2010), con estas últimas podemos afirmar que el
número total está próximo a unos 300 certificados.
Innovation Management.
Creado en Noviembre de 2008, el citado comité inició
sus tareas para el desarrollo de las normas europeas a partir
del “kick-off” (reunión oficial de inicio de proyecto) de 29
de Abril de 2009 en Bruselas. Este nuevo comité reforzará la
relación entre estandarización, investigación e Innovación,
pues fue creado para dar soporte a la cultura de la Innovación
en Europa y para acelerar el acceso de la Innovación a los
mercados (CEN, 2009).
Hay que nombrar también la existencia de trabajos de
adaptación de la norma Española que se están realizando
en países como Brasil, México e Italia (Mir y Casadesús,
2008).
Existen documentos en los que se correlacionan los
apartados y puntos de la norma para la gestión de la
innovación UNE 166002:2006 con los apartados y puntos de
otros estándares de gestión empresarial que pueden convivir
en un mismo SIG. De esta forma se pueden encontrar muchas
coincidencias, punto a punto de la norma UNE 166002:2006
con otras normas habitualmente implantadas en una empresa,
coincidencias que deberían ser útiles para su integración en
un mismo SIG. Las normas de las que existen correlaciones
documentadas (CIDEM, 2004) con UNE 166002:2006 y
entre si mismas son las siguientes:
Figura 1: Evolución del número de certificados UNE 166002:2006
Fuente: Los autores a partir de AENOR (2010)1
ISO 9001:2008 (gestión de la calidad)
ISO 14001:2004 (gestión medioambiental)
OSHAS 18000:1999 (gestión de la seguridad y la salud)
UNE 81900:1996 (prevención de riesgos laborales)
ISO-TS 16949:2002 (gestión de la calidad para el sector
automoción)
ISO/IEC 17025:2000 (laboratorios de ensayo y calibrado)
UNE-EN-9100:2002 (gestión de la calidad en el sector
aerospacial)
ISO/TS 29001 (Gestión de la Calidad para la industria
petrolera, petroquímica y de gas natural)
3. ENTORNO NORMATIVO
Existen, en la actualidad, bastantes normas para la
gestión (ver Figura 2), refiriéndose a la gestión de ciertos
ámbitos de una organización como por ejemplo: gestión del
valor, gestión del riesgo, gestión del conocimiento, gestión
de la calidad, gestión de la innovación, gestión de proyectos,
gestión del diseño, gestión ambiental, etc. Más allá de sus
relaciones conceptuales, todas estas áreas de gestión son
áreas con evidentes relaciones funcionales entre ellas dentro
de una organización, pues una organización es un ente con
interacciones constantes y en todas direcciones entre las
distintas actividades que la componen.
Las normas detectadas en la investigación previa, son
normas no usadas en la comparativa expuesta en el presente
artículo, pero que hay que tener en cuenta y saber de su
existencia para futuras normas y estudios en el área de la
gestión, y actualmente aún con más interés, pues se están
elaborando sendas normas europeas sobre gestión de la
Innovación (CEN, 2009) por parte del Comité Europeo de
Normalización (CEN), proyecto pilotado por AENOR y
desarrollándose mediante el grupo de trabajo CEN/TC 389
1 No existe la posibilidad de conocer los datos homólogos de la figura 1 para la BS 70001:2008 porqué no es una norma certificable sino una norma estándar o manual de buenas
prácticas no certificable.
52
4. COMPARACIÓN ENTRE LA NORMA UNE
166002:2006 Y LA NORMA BS 7000-1:2008
En la revisión de la literatura únicamente se ha detectado
una referencia en el sector de la construcción, en la cual se
habla un poco de las dos normas objeto del presente artículo
(Pellicer et al., 2008), donde los autores detectaron dos
estilos de estandarización: a) la BS 7000-1 aclara términos
relativos a innovación y da detalles de la metodología pero
solo es una guía de buenas practicas, mientras que b) la UNE
166002 establece procedimientos de certificación, además
de destacar su compatibilidad con ISO 9001 y ISO 14001
(Pellicer et al., 2008).
4.1. ASPECTO FORMAL
A partir de ahora, en aras de simplificar el texto del
artículo, se utilizarán las siglas UNE y BS para referirse a
UNE 166002:2006 y BS 7000-1:2008 respectivamente.
Norma / Standard
Serie de normas UNE 166000 Gestión de la I+D+I:
UNE 166000:2006 Terminología y definiciones de las actividades de I+D+I.
UNE 166001:2006 Requisitos de un proyecto de I+D+I.
UNE 166002:2006 Requisitos del Sistema de Gestión de la I+D+I.
UNE 166004:2003 EX Competencia y evaluación de auditores de sistemas de gestión de I+D+I.
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UNE 166006:2006 EX Sistema de Vigilancia Tecnológica.
PNE 166007:2007 IN Guía de aplicación de la UNE 166002:2006. (proyecto de norma).
Serie de normas BS 7000 Design Management Systems:
BS 7000-1:1999 Guide to managing Innovation
BS 7000-2:1997 Guide to managing the design of manufactured products.
BS 7000-3:1994 Guide to managing service design.
BS 7000-4:1996 Guide to managing design in construction.
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GA X50-552:2004 Quality management systems. Implementation guide for ISO 9001 within research units. Specificities of the
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FD X50-158:2007 Value management. Value management contributions to corporate process.
(DK) pDS xxxxx – User-oriented innovation. (en desarrollo)
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NP4456:2007 Terminologia e definições das actividades de IDI.
NP4458:2007 Requisitos de um projecto de IDI.
NP4461:2007 Competência e avaliação dos auditores de sistemas de gestão da IDI e dos auditores de proyectos de IDI.
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BEA 001-2002 Advanced models of knowledge management. Practical approaches for implementation.
BEA 004-2003 Improving knowledge management applications trough user centred design.
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CWA 15899:2008 Standardization of an innovation capability rating for SMEs.
Serie de normas CWA 14924 European guide to good practice in knowledge management:
CWA 14924-1:2004: Knowledge management framework.
CWA 14924-2:2004 Organisational culture.
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EN 12973:2000 Value Management.
ISO 10006:1997 Quality management. Guidelines to quality in project management.
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ISO/TR 14062:2002 Environmental Management Integrating environmental aspects into product design and development
Ámbito /Scope
España
Reino Unido
Francia
Dinamarca
Portugal
Alemania
Australia
Europa
Europa
Europa
Europa
Internacional
Internacional
Internacional
Figura 2: Normas relacionadas con UNE 166002:2006 y BS 7000-1:2008. Fuente: Adaptación de Mir (2007)
Para comparar el aspecto formal de las dos normas punto
a punto, se ha creído necesario la elaboración de la Figura
3, en la cual, partiendo del diagrama de flujo descrito en la
BS, que da una visión completa del marco para la gestión
de la innovación a nivel organizativo, se le superponen los
puntos de la norma UNE equivalentes, en la medida de lo
posible debido a que la estructura formal de las dos normas
no es la misma. Aun así, se pueden identificar la mayor parte
de los puntos/apartados clave (Figura 3). De esta manera
la comparación formal de las dos normas está basada en
4 fases y 16 etapas descritas en el diagrama de flujo del
proceso completo para la gestión de la innovación a nivel
organizativo (BSI, 2008).
La comparación formal de las dos normas objeto de
estudio no pretende realizar una comparación exhaustiva, sino
una aproximación lo máximo detallada posible, pues se han
omitido algunos de los puntos de las dos normas, que aunque
no hay que despreciarlos, no se ha encontrado sitio donde
encajarlos dentro del diagrama de flujo base, ni se ha detectado
posible correlación con los apartados de una y otra norma.
Hay que decir que en la BS se ilustra el proceso de
innovación mediante diagramas de flujo prácticos y
53
BS 7000-1:2008
Phases
Phase 1 Explore
potential /set
context. Several
stages are likely
to be undertaken
concurrently with
iteration between
them
Phase 2 Establish
foundation. Several
stages are likely
to be undertaken
concurrently with
iteration between
them
Stages
Stage1 Review current innovation
practiques to determine the potential
for improvement (5.3)
Stage2 Create future vision (5.4) Key
activities during top-level review,
brainstorming and opportunity
scanning sessions on innovation.
Several activities are likely to be
undertaken concurrently with iteration
between them.
Stage 3 Draw up mission statement
relating to innovation (5.5)
Stage 4 Distil innovation objectives
and strategies from organization’s
objectives and strategies (5.6)
Stage 5 Determine the innovation
highway (5.7)
Stage 6 Plan introduction of
organization’s new approach to
innovation (5.8)
Stage 7 Communicate essence of
innovation, objectives and strategies
(5.9)
Stage 8 Promote innovation nurturing
culture (5.10)
Stage 9 Reinforce infraestructure and
expertise to manage innovation (5.11)
UNE 166002:2006
Activities
Punto/s
4.2.6 Revisión por la dirección, 4.5
Medición, análisis y mejora, 4.5.1
Generalidades, 4.5.2 Auditorias internas,
4.5.6 Análisis de datos, 4.5.7 Mejora, 4.5.7.1
Mejora continua, 4.5.7.3 Acción preventiva
Create future vision for organization (5.4, 4.2.3 Política de I+D+I, 4.2.4 Planificación,
6.8, 6.9, clause 7)
4.2.4.1 Objetivos de I+D+I, 4.2.4.2
Planificación del sistema de gestión de
Determine length of innovation highway: la I+D+I, 4.2.2 Enfoque de las partes
set planing horizon (5.7, 6.8.2)
interessadas
Determine width of innovation highway:
terrain (key markets/technologies) to
cover for new opportunities (5.7, 6.8.3)
Explore essence of innovation mission
and characteristics of culture (5.5, 5.10)
Identify innovation leaders and core
4.2.5 Responsabilidad, autoridad y
team members (5.2, 6.2, 6.3)
comunicación, 4.2.5.1 Unidad de gestión de
la I+D+I, 4.2.5.2 Unidad de I+D+I
Lay foundation for infrastructure and
4.2.5.3 Establecimiento y estructura de las
system for managing innovation ( 4.12,
unidades de I+D+I y de gestión de I+D+I
5.11, 6.6, 6.17)
Distil resource implications; check
4.3 Gestion de recursos, 4.3.1 Provisión de
sources and availability (5.12, 6.13)
recursos, 4.3.2 Recursos humanos, 4.3.3
Infraestructura
Draw up innovation investment
4.2 Responsabilidad de la dirección, 4.2.1
programme and evaluation criteria (6.13) Compromiso de la dirección g) aprobando y
revisando el pressupuesto de I+D+I
Identify strategic alliances that might be 4.3.1 Provisión de recursos c) fomentar la
forged (5.11.2, 6.9)
cooperación con entidades externas., 4.4.5
Transferencia de Tecnología
4.2.3 Política de I+D+I, 4.2.4 Planificación,
4.2.4.1 Objetivos de I+D+I, 4.2.4.2
Planificación del sistema de gestión de
la I+D+I, 4.2.2 Enfoque de las partes
interessadas
4.2 Responsabilidad de la dirección,
4.2.1 Compromiso de la dirección, 4.2.4
Planificación
4.2 Responsabilidad de la dirección, 4.2.1
Compromiso de la dirección, 4.2.5.4
Representante de la dirección, 4.2.5.5
Comunicación interna, 4.3.2.2 Motivación
del personal, 4.3.2.3 Competéncia,
consciencia y formación, 4.2.6 Revisión por
la dirección, 4.2
Figura 3: Correlación formal aproximada entre UNE166002 y BS 7000-11. Fuente: Elaboración propia
entendedores para facilitar la implantación del proceso de
innovación dentro de cualquier mapa general de procesos de
cualquier organización, por otro lado la UNE no la hace de
la misma forma, dado que la mayor parte del contenido de la
norma es texto. Por este motivo los autores comprenden que
se ha tenido que desarrollar otra norma complementaria para
ayudar en su implementación, la norma PNE 166007:2007
IN Guía de implantación de la UNE 166002, que está en fase
de proyecto de norma si no se ha publicado ya como norma
oficial durante el proceso de revisión del presente artículo.
Otro aspecto esencial es la estructura usada en la BS
para desarrollar los puntos de las distintas fases, etapas
y actividades, así pues se definen 3 niveles de detalle
mediante los apartados 5, 6, y 7. El apartado 5 es a nivel
organizativo, el 6 es a nivel Operacional y el 7 se concentra
en las herramientas y técnicas para gestionar la innovación
(creatividad, selección de ideas, ejecución de los proyectos,
etc.), este último apartado, en conjunto, corresponde en gran
medida con el apartado 4.4 de la UNE.
Algunos puntos de la BS no aparecen desglosados en
el diagrama de flujo (BSI, 2008) usado como base para
la comparación formal de la Figura 3, aunque se suponen
dentro de alguna de las fases, estadios o actividades en los
que se ha detallado el análisis.
Debido a que muchos de los apartados de la norma
española, tienen aspectos muy relacionados con otros
apartados de la propia norma, pueden aparecer puntos
repetidos así como apartados relacionados con más de una
actividad o fase de la norma inglesa (fases o actividades
que a su vez, pueden incluir más de un apartado/punto de la
norma inglesa).
Con mayor o menor grado de correlación se han situado
1 (números entre paréntesis en la zona BS 7000-1, se refiere a ciertos puntos de la norma inglesa que desarrollan cada etapa o actividad)
54
BS 7000-1:2008
Phases
Phase 3 Implement
changes. Several
stages are likely
to be undertaken
concurrently with
iteration between them
Stages
Stage 10 Draw up master innovation
programme (5.12). Several
activities are likely to be undertaken
concurrently with iteration between
them.
Stage 11 Implement programme and
support new approach to innovation
(5.13)
Activities
Augment innovation team as
necessary for brainstorming,
project vetting and progress
reviews (5.11.2, 6.6, 6.10)
Flesh out terrain of innovation
highway; characterize target
market(s) and key technologies;
set milestones (5.7)
Scenario planning (7.11)
Customer-product experience
cycles (7.4) Visualization (7.14)
Backcasting (7.2), Recording
and archiving ideas (7.1), Tools
and techniques for managing
innovation (7)
Build master innovation
programme; allocate resources
to approved projects (5.12)
Identify / sanction /review
innovative alliances for specific
projects (6.9)
Review progress of on-going
projects; refresh master
programme portfolio; confirm
resource allocation (6.13)
Access / assign / sanction
protection of intellectual
property (7.7)
Inclusive Design (7.6), Rapid
prototyping (7.9), User-centred
design (7.13)
Stage 12 Evaluate progress and
contribution of master innovation
programme (5.14)
Phase 4 Build on
Stage 13 Build distinctive
expertise and enhanced competences and competitive
reputation. Several
advantage through innovation (5.15)
stages are likely
to be undertaken
concurrently with
iteration between them
Stage 14 Document, share, publicize
and celebrate achievements through
innovation (5.16)
Stage 15 Enhance organization’s
reputation through innovation (5.17)
Stage 16 Review and refine overall
approach to innovation (5.18)
UNE 166002:2006
Punto/s
4.2.6 Revisión por la dirección, 4.2.6.2
Información para la revisión 4.2.6.3
Resultados de la revisión (uso de recursos y
necesidad de recursos), 4.4.1.3 Creatividad
4.4 Actividades de I+D+I, 4.4.1.1 Vigilancia
Tecnológica, 4.4.1.2 Previsión Tecnológica,
4.4.1.4 Análisis externo e interno, 4.4.2
Identificación y análisis de problemas y
oportunidades, 4.4.3 Análisis y selección de
ideas de I+D+I
4.2.5.2 Unidad de I+D+I, 4.4.4 Planificación,
seguimiento y control de la cartera de
proyectos
4.4.9 Protección y explotación de los
resultados de las actividades de I+D+I
4.2.5.1 Unidad de gestión de la I+D+I,
4.2.5.2 Unidad de I+D+I, 4.4.6 Producto de
I+D+I, 4.4.6.1 Diseño básico, 4.4.6.2 Diseño
detallado, 4.4.6.3 Prueba piloto (prototipo),
4.4.6.4 Rediseño, demostración y producción,
4.4.6.5 Comercialización
4.4.4 Planificación, seguimiento y control de
la cartera de proyectos
4.4.8 Resultados del proceso de I+D+I,
4.4.8.1 Documentación de los resultados,
4.4.8.2 Seguimiento y Medición
4.2.6 Revisión por la dirección, 4.5 Medición,
análisis y mejora, 4.5.1 Generalidades, 4.5.2
Auditorias internas, 4.5.3 Seguimiento
y medición del proceso de I+D+I, 4.5.4
Seguimiento y medición de los resultados
del proceso de I+D+I, 4.5.5 Control de las
desviaciones en los resultados esperados,
4.5.6 Análisis de datos, 4.5.7 Mejora, 4.5.7.1
Mejora continua, 4.5.7.2 Acción correctiva,
4.5.7.3 Acción preventiva
Figura 3 (continuación): Correlación formal aproximada entre UNE166002 y BS 7000-1. Fuente: Elaboración propia
los puntos de la UNE, o conjuntos de puntos que tienen más
parecidos con las fases o estadios descritos en el diagrama de
flujo de la BS. Debido a la complejidad de la comparación
formal de las dos normas, la mayor parte de relaciones se ha
realizado por bloques, es decir, por conjuntos de apartados/
puntos de la UNE relacionados con apartados/puntos o
conjunto de apartados/puntos de la BS.
Solo se ha podido asignar una actividad correspondiente
a un punto concreto de la BS en el que se ha encontrado una
evidente correlación con un punto concreto de la UNE. Estos
apartados son: Punto 7.7 de la BS: Access/assign/sanction
protection of intellectual property y punto 4.4.9 de la UNE
Protección y explotación de los resultados de las actividades
de I+D+I. Se ha indicado a nivel detallado en la Figura 3.
Hay que hacer hincapié en que la BS explicita que las
distintas etapas del diagrama de flujo pueden realizarse de
forma concurrente y que pueden existir iteraciones entre
ellas. En la UNE este aspecto se evidencia en el uso del
modelo de Kline modificado (AENOR, 2006a) el cual es un
modelo de etapas en cadena interactivo y con recirculaciones
entre las distintas etapas del proceso de innovación.
4.2. ASPECTO CONCEPTUAL
Los aspectos conceptuales más relevantes detectados
en la comparación realizada entre las dos normas se listan
seguidamente:
55
1- La serie de normas BS 7000 tienen como objeto
general la gestión del diseño, en la cual se incluye
la BS 7000-1:2008 para la gestión de la innovación,
mientras que la serie de normas UNE 166000 tiene
como objeto la gestión de la I+D+I, proceso dentro
del cual se desarrollan tareas de diseño.
2- La filosofía del horizonte de la innovación en la
norma BS es a más largo plazo, y se hace de forma
explícita en el texto, por ejemplo usando el termino
“2nd generation after current in developement”. En la
norma UNE no se hace explícita esta característica.
3- En la BS se describe un mayor gradiente de grados
de innovación o novedad, se definen 9 grados
de novedad. En la UNE se definen dos niveles,
incremental y radical.
4- En las dos normas se considera la innovación no solo
de producto, proceso o tecnológica (tangibles), sino
también de servicios, innovaciones organizativas y
en marketing (intangibles). Las dos normas usan un
mismo concepto amplio de innovaciones de producto
(o servicio) que no tienen que ser necesariamente
tecnológicas. En las dos normas, el valor añadido es
analizado a través de la innovación en todas las fases
del ciclo de vida del producto o servicio, la innovación
puede suceder en cualquier parte de una organización,
aunque la BS hace mayor hincapié en este hecho,
en la importancia de tener en cuenta toda la cadena
de valor, es decir, desde la concepción de ideas, la
investigación, la planificación, el diseño y desarrollo,
compras, fabricación, distribución, marketing,
mantenimiento y servicio post-venta incluida la
gestión de la obsolescencia, y que en todas las fases
de la cadena se pueden obtener ideas y oportunidades
para innovar. Esta cuestión equivaldría, de forma
implícita, a la descripción del modelo de Kline usado
en la UNE, pero en este caso sin contemplar la gestión
de la obsolescencia.
5- En las dos normas aparece la importancia de la gestión
del conocimiento, tanto interno como externo, y la
comunicación dentro de la empresa y con el exterior
como factor básico para el buen funcionamiento del
sistema y para la obtención de resultados del proceso
de innovación, compartiendo el conocimiento,
trabajando en equipo y en red.
6- La BS 7000-1:2008 incluye las definiciones de los
términos específicos usados en la norma, detalla muy
bien los términos de innovación, tipos de innovación,
y otros términos relacionados y para las definiciones
usadas en toda la serie de normas BS 7000 para la
gestión del diseño se hace referencia a la BS 700010:1995, por otro lado la UNE 166002:2006 no
incluye definiciones y nos dirige a la norma UNE
166000:2006 donde hay todas las definiciones de
términos usados en la serie de normas UNE 166000.
7- Las dos normas hacen hincapié en la visión
estratégica de la Innovación como valor corporativo,
56
la responsabilidad de la dirección, así como la
necesidad de liderazgo en este ámbito que son
aspectos esenciales para la innovación.
8- La UNE supone el reconocimiento de las actividades
de I+D+I como fundamentales para obtener la
excelencia de las organizaciones, en contrapartida la
BS destaca más bien la necesidad de la realización
de actividades de innovación eficiente para la
supervivencia de toda organización a largo plazo.
9- En las dos normas se hace referencia a la satisfacción
de las partes interesadas, en la BS habla de stakeholders
y en la UNE se habla de partes interesadas que pueden
ser, subministradores, clientes internos (empleados),
y externos, accionistas, leyes y reglamentos,
necesidades de mercado en cuanto a innovaciones y
cambios tecnológicos, pero no internaliza el aspecto
ambiental como si lo hace explícitamente la BS.
10- La BS supone una innovación que surge en mayor
medida de la technology push mientras que la UNE
esta más orientada al market pull, aunque las dos
contemplan una mezcla de las dos.
A pesar de las diferencias conceptuales específicas se
aprecia gran similitud en el concepto general del proceso de
la innovación dentro de la empresa.
4.3. ASPECTO ENTORNO
Las dos normas tienen el mismo potencial (son
implementables a todo tipo de empresa), pero hay una gran
diferencia: la BS es un a guía de buenas prácticas, da detalles
de la metodología para la gestión de la innovación, pero la
BS no es certificable. Mientras que por su parte las empresas
pueden establecer sus procedimientos, instrucciones y
registros conforme a los requerimientos de la UNE, y obtener
la certificación por alguna entidad certificadora acreditada
por ENAC, entidad que establece los pasos a seguir para su
obtención (Pellicer et al., 2008).
En las dos normas está implícita la triple hélice (Leydesdorff
y Etzkowitz, 1996) de la relación entre la organización con los
colaboradores (otras empresas, proveedores, clientes, centros
tecnológicos o Universidades) y con la Administración (para
las subvenciones y deducciones fiscales). Relaciones que
potencian los proyectos de innovación en colaboración.
La norma inglesa evidencia su relación con las
subvenciones, mientras que la española no lo hace explícito,
aunque así sea en realidad. Hay que decir que en la norma
UNE 166001:2006 para la gestión de proyectos de I+D+I, sí
que se habla de su relación con las desgravaciones fiscales,
y su defensa o justificación ante la Administración. Aunque
lo que realmente hay que cumplir son los requisitos de la
legislación vigente, las pautas de norma ayudan en gran
medida para su cumplimiento debido a su gran parecido (Mir
y Casadesús, 2008).
En cuanto a su antigüedad y los comités técnicos
elaboradores de cada una de las dos normas comparadas se
puede resumir en que la UNE 166002:2006 tiene 9 años,
nació como experimental en 2002 y paso a ser oficial en
2006 y su comité técnico elaborador es el Comité Técnico
AEN/CTN 166, mientras que por su parte, la norma inglesa
BS 7000-1:2008 tiene 21 años, fue publicada en su primera
edición en 1989, una segunda edición en 1999, y una tercera,
la actual en 2008. El comité técnico elaborador es el Technical
Committee MS/4.
4.4. ASPECTO OBJETIVO Y UTILIDAD
Las dos normas tienen el mismo objetivo explícito:
ayudar a las organizaciones a hacer más y mejores tareas de
innovación mediante un marco normalizado que sistematice
las tareas sin querer ser un manual de procedimientos
rígido, sino que tiene que ser flexible e ir adaptándose a
las situaciones cambiantes, incluso modificando objetivos
más acorde con los eventos y/o cambios del entorno o de la
misma empresa que impliquen una reorientación.
En cuanto a la utilidad, por un lado la BS muestra que los
principios y procedimientos descritos en la norma deberían
de ser de importante interés para las PYMES, y por otro lado
la UNE dice que puede ser útil para cualquier organización,
sin importar su tipo ni tamaño. La UNE 166002:2006 no
hace explícita su utilidad para PYMES, pero hay que decir
que hay otra norma de la misma serie 166000 focalizada en
los requisitos de un proyecto de I+D+I (UNE 166001:2006)
donde hace la apreciación en su utilidad para “reconocer y
identificar proyectos de I+D+i y que de esa forma afloren
actividades de innovación que hasta ahora permanecían
ocultas especialmente en PYMES” (AENOR, 2006b).
Sin conclusiones generales de si una es mejor o peor
que la otra, hay una diferencia clave, la UNE se puede
certificar y la BS no, pues la segunda es solo un manual de
buenas prácticas, aunque parece más bien fundamentada
conceptualmente. Nos asalta una posible discusión: ¿es
necesario que un sistema de gestión de la innovación sea un
sistema certificable?, y si este hecho, el de ser certificable
o no, favorece o empeora la capacidad innovadora de
las empresas que implantan un sistema de gestión de la
innovación estandarizado. ¿Puede suceder que las empresas
se obsesionen solo a obtener el certificado? o bien ¿realmente
implantan la norma a conciencia para ser más eficientes en el
área de innovación por sus ventajas implícitas? Esta discusión
forma parte del objeto de estudio que están desarrollando de
los propios autores fundamentalmente focalizado en conocer
el impacto de las normas par la gestión de la innovación en
las empresas y conocer, mediante estudios empíricos i/o de
casos de empresas certificadas con la UNE 166002:2006,
si realmente su implantación y uso beneficia la capacidad
innovadora de las empresas o no.
4.5. INTEGRABILIDAD Y ASPECTO AMBIENTAL
En cuanto a la posibilidad de integración de las normas
estudiadas con otros sistemas de gestión estandarizados, la
UNE hace referencia a su complementariedad con la ISO
9001 y/o ISO 14001, así como con otras de ética social,
riesgos laborales y seguridad, como ya se detectó para la
industria de la construcción (Pellicer, et al., 2008). Por otro
lado la BS hace referencia a su complementariedad con ISO
9001 y resalta que intenta ser un complemento para esta
norma, también hace referencia a la serie de normas ISO
14000 para ampliar los aspectos ambientales incluyéndolos
dentro del proceso de innovación. La diferencia recae en que
la UNE no hace explícita la internalización de los aspectos
ambientales en el proceso de innovación (como si lo hace la
BS en el punto 6.11) y sólo hace explícito que es compatible
con un sistema de gestión ambiental como es la ISO 14001.
4.6. BIBLIOGRAFÍA DE LAS NORMAS
Sorprendentemente no existe ninguna coincidencia
bibliográfica entre las dos normas. La BS tiene una bibliografía
de referencia muy extensa, de trabajos y publicaciones de
gran reconocimiento conceptual y académico, mientras
que la UNE hace referencia principalmente a documentos
reconocidos internacionalmente, como por ejemplo el
Manual de Oslo, el Manual de Frascati y el Libro verde de
la Innovación (AENOR, 2006a).
Analizando con mayor detalle, la UNE cita, por ejemplo
a Escorça y Valls (2003), libro en el cual se citan una gran
parte de los autores que aparecen en la bibliografía de la
norma inglesa. Así pues se puede decir que indirectamente
se llegaría a fuentes y fundamentos semejantes pero mejor
aplicados en la BS.
5. CONCLUSIONES
El artículo se ha centrado en el análisis comparativo
en profundidad, pero no exhaustivo, de dos normas para la
gestión de la innovación consideradas pioneras en esta área,
la norma española UNE 166002:2006 y la norma inglesa BS
7000-1:2008, no sin antes hacer una revisión del panorama
normativo existente a nivel mundial sobre otras normas
parecidas, relacionadas o integrables a ellas, en distintos
países, y ámbitos.
Se ha realizado en un momento óptimo en el que se conoce
la existencia de un Comité Técnico de Normalización que
está desarrollando normas para la gestión de la innovación a
nivel Europeo (pilotado por AENOR) y que pretende hacer
llegar la innovación a las empresas, para dar soporte a la
cultura de la Innovación en Europa y para acelerar el acceso
de la Innovación a los mercados. En un momento en que
hay solo alrededor de 300 empresas certificadas con UNE
166002:2006 y sin que existan estudios empíricos sobre su
impacto en las empresas.
Para resumir el análisis comparativo los autores
detectan que la BS, por tener más años de antigüedad (ya
lleva 3 revisiones y 21 años) y por tanto más rodaje, parece
mejor elaborada y con bases conceptuales más sólidas y
actualizadas, pero no es certificable; de todas formas puede
complementar la ISO 9001 que si es certificable. Por su parte
la UNE es certificable por si misma, es más joven (tiene 9
57
años desde la versión experimental, y menos de 4 años de la
versión oficial) y da la sensación de haber sido realizada con
menor tiempo y basándose en gran parte en los sistemas de
gestión certificables más típicos como por ejemplo la ISO
9001 introduciéndole algunos conceptos, aspectos y tareas
de I+D+I. A pesar de las diferencias conceptuales específicas
se aprecia similitud en general del proceso de la innovación
dentro de la empresa. El aspecto formal de la UNE está
diseñado para ser integrado fácilmente con otros estándares
como la ISO 9000 o ISO 14000 en un único SIG, pero al ser
más pobre conceptualmente seria recomendable una revisión
de este aspecto.
Hay una diferencia estructural/conceptual muy clara a
destacar entre las series de normas en las que están incluidas
las dos normas comparadas, la serie de normas BS 7000
tienen como objeto general la gestión del diseño, en la cual
incluye la BS 7000-1:2008 para la gestión de la innovación,
mientras que la serie de normas UNE 166000 tiene como
objeto la gestión de la I+D+I, proceso dentro del cual se
desarrollan tareas de diseño. ¿Diseño incluye o puede incluir
fases de innovación? o ¿Innovación incluye o puede incluir
diseño?, dependerá muy mucho de la estructura organizativa
de cada empresa. Los autores creen que seria recomendable
llegar a un consenso en cuanto a este enfoque, para las
posibles futuras normas de alcance europeo o internacional,
como es propio de la misión de toda normalización, y para
asegurar su integrabilidad en un único sistema integrado de
gestión en las empresas.
La UNE es certificable y la BS no, y los autores se
cuestionan si es bueno o no que un sistema de gestión
estandarizado sea certificable, ¿es necesario?, gestionar la
innovación sistemáticamente mediante guías estándar que
nos ayudan a hacer más y mejores actividades de I+D+I,
por lo que nos da ventajas competitivas, ¿nos da un sello de
excelencia el hecho de obtener el certificado? ¿Puede que los
resultados de innovación sean peores si lo que se busca es
solo tener un certificado? ¿Poder obtener un certificado para
la gestión de la innovación favorece o empeora la capacidad
innovadora de las empresas que implantan un sistema de
gestión de la innovación estandarizado?, estas cuestiones
requieren de futuros estudios que los propios autores están
desarrollando para ir un poco más allá de Kondo (2000), el
cual ya defiende y demuestra empíricamente que innovación
y estandarización son complementarias aunque a priori pueda
parecer que no, refiriéndose a la ISO 9001.
Los autores recomendamos para futuras revisiones de la
norma, cambiar la expresión “gestión de la I+D+I” por la de
“gestión de la Innovación”, pues Innovación es un concepto
más global, el cual puede contener actividades de I+D pero
no necesariamente. Si se realizan actividades de I+D éstas
están incluidas dentro del proceso de innovación y no como
actividades previas a la innovación (como hacen entender las
siglas I+D+I), por otra parte, las siglas I+D+I solo se usan en
España o países hispano parlantes.
58
6. BIBLIOGRAFÍA
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Diseño, aplicación y evaluación de un modelo para la mejora de procesos en sectores industriales maduros. Estudio del caso
ORGANIZACIÓN Y DIRECCIÓN DE EMPRESAS
5311.03 ESTUDIOS INDUSTRIALES
Diseño, aplicación y evaluación
de un modelo para la mejora de procesos en
sectores industriales maduros
maduros.. Estudio del caso
José Alberto Eguren-Egiguren*
Aitor Goti-Elordi*
Lourdes Pozueta- Fernández**
Ingeniero en Organización Industrial
Dr. Ingeniero
Dra. en Estadística Industrial
* Mondragón Unibertsitatea. Dpto de Organización Industrial. C/ Loramendi 4 - 20500
Mondragón (Gipuzkoa). Tfno: +34 943 794700.
[email protected]; [email protected]
** Avancex+i. Urdaneta Bidea, 6, Pol. Abendano - 20800 Zarauz (Gipuzkoa).
Tfno: +34 943 890808. [email protected]
Design, application and evaluation of a model for process improvement in the
context of mature industrial sectors. Case study
RESUMEN
ABSTRACT
• Current organizations must work in changing environments, being one of their major
challenges to improve competitiveness through the continuous improvement of product
quality and the efficiency of their production processes. To do this, companies use to launch
programs of Continuous Improvement (CI) and/or further initiatives based on isolated
improvement projects applying specific methods between which Six Sigma (SS) is frequently
emphasized. The benefits of both CI programs, just like the specific applications of the
SS methodology are well known: for that reason, they are used by many industries. The
implementation is not easy; there is no a magic wand for their instantaneous and successful
implementation.
This paper presents the development and application of a Process Improvement (PI)
model, in which have joined the basics of CI programs and the SS methodology. The
model developed is used as a management program, which will run CI projects using the
methodology SS.
The methodology designed for this research study has been tested through its application
in four manufacturing companies, suppliers of components for the automotive and home
appliances sectors. The model has been applied during the 2008-2009 and 8 projects have
been addressed through its application: thus, important improvements in various production
areas of these organizations have been achieved.
Specifically, from the 8 projects undertaken in four of them the objectives have been fully
achieved, in another one only at a medium level and in the remaining three, the results were
not successful.
The causes that have most affected the implementations have been the involvement of
management, the project types undertaken, the surveillance of the operative process and the
communication of lessons learned. Also one of the organizations where the model has been
applied will be used as a basis for implementing an ongoing program of PI.
• Key words: Model, Continuous Improvement, Process Improvement, Six Sigma,
Competitiveness, Industrial Sector.
Articulo de Investigación
Las organizaciones actuales deben
trabajar en entornos en constante cambio,
siendo uno de sus principales retos la
mejora de la competitividad. Para ello,
las empresas se acostumbran a lanzar
programas de Mejora Continua (MC) y/o
impulsar iniciativas en base a proyectos
de mejora aislados utilizando métodos
específicos entre los cuales cabe destacar
el método Seis Sigma (SS). Los beneficios
tanto de los programas de MC, como de las
aplicaciones puntuales de la metodología
SS, son bien conocidos, por lo que son
utilizados por muchos sectores industriales;
a pesar de ello, no existe una panacea o
varita mágica para su aplicación.
En la presente investigación se ha
desarrollado y aplicado un modelo para
la Mejora de Procesos (MP) productivos
en el cual se han unido las bases de los
programas de MC y la metodología SS. El
modelo desarrollado se utilizará como un
programa de gestión donde se ejecutarán
continuamente proyectos de mejora
utilizando la metodología SS. Para analizar
el planteamiento de la investigación se ha
aplicado el modelo en 4 organizaciones
industriales de los sectores auxiliares de
automoción y electrodomésticos. Para ello
utilizando la metodología de estudio de
59
casos durante el periodo 2008-2009 se han abordado 8
proyectos encaminados a obtener mejoras en diferentes áreas
productivas.
De los 8 proyectos abordados en 4 se han alcanzado
los objetivos plenamente, en 1 se han alcanzado a un nivel
medio y en 3 no se han logrado los resultados previstos.
Las causas que más han afectado a la implantación son: la
involucración de la dirección, la tipología de los proyectos
abordados, el seguimiento del proceso operativo y la gestión
de las lecciones aprendidas. También hay que resaltar que
una de las organizaciones donde se ha aplicado el modelo, lo
va utilizar como base para aplicar un programa permanente
de gestión de MP.
Palabras clave: Modelo, Mejora Continua, Mejora de
Procesos, Seis Sigma, Competitividad, Sector industrial
1. INTRODUCCIÓN
Las organizaciones actuales deben trabajar en entornos
en constante cambio, siendo uno de sus principales retos la
mejora de la competitividad. Para ello, están constantemente
mejorando la calidad de sus productos y la eficiencia de sus
procesos productivos (Ayestaran, Aritzeta & Gavilanes 2006).
De cara a esa búsqueda sin fin de la mejora, las empresas se
acostumbran a lanzar programas de Mejora Continua (MC)
(García-Lorenzo, Prado 2003) y/o impulsar iniciativas en
base a proyectos de mejora aislados utilizando métodos
específicos, entre los cuales cabe destacar la metodología
Seis Sigma (SS) (De Mast 2006).
Se entiende por MC el proceso de mejorar de forma
constante y gradualmente las diferentes áreas de una empresa,
buscando una mayor productividad y competitividad de la
misma (Sainz 2002). Su objetivos se pueden resumir en:
(1) Focalizar las actividades de la empresa en la mejora del
rendimiento de los procesos (Deming 1989); (2) mejorar
gradualmente mediante la innovación (Caffyn 1999)
(Brunet, New 2003); (3) realizar las actividades mediante
la implicación de todas las personas de la empresa, desde la
alta dirección hasta los trabajadores de producción (Bessant,
Caffyn 1997); (4) potenciar la creatividad y el aprendizaje
para desarrollar un entorno de crecimiento (Delbridge,
Barton 2002).
Por otra parte Seis Sigma es un método organizado y
sistemático para la mejora de procesos, el desarrollo de
nuevos productos y servicios basado en el uso de herramientas
estadísticas y el método científico. (Tang, Goh, Lam 2007).
Los beneficios - tanto de los programas de MC como de
las aplicaciones puntuales de la metodología SS - son bien
conocidos, destacando la disminución de la variabilidad de
los procesos y productos, y el aumento de la eficiencia de
los procesos productivos (Michela, Gieskes, Schuring 1996)
(De Mast 2006). Debido a ello, la MP ha sido utilizada
por muchos sectores industriales, destacando los sectores
industriales maduros (Jaca-Garcia, Santos-Garcia 2009)
60
(Szeto, Tsang 2005). A pesar de ello no existe una panacea
o varita mágica para la aplicación de la MC que obtenga
los resultados de una forma inmediata (Webster 1999). Por
otra parte, a pesar de la gran potencialidad de la metodología
SS se han detectado debilidades a la hora de realizar su
implantación, ya que estas se realizan con una visión puntual
no continua, buscando resultados a corto plazo, donde se
necesita el apoyo de expertos y, en muchos casos, la forma
de actuar a la hora de aplicar el método no estaba alineada
con la cultura de la organización (Liker, Hoseus 2008).
En esta línea hay numerosos autores que plantean que
haga falta disponer de un buen modelo de MC adaptado a las
particularidades de las diferentes organizaciones (Bhuiyan,
Baghel , Wilson 2006). Albors, Hervás y Del Val (2009) por
su parte remarcan que todavía existe margen de mejora para
incrementar la eficiencia productiva, así como la necesidad
de desarrollar modelos de mejora que se implanten de forma
eficiente. Otros autores plantean que las organizaciones
deben de desarrollar modelos de mejora que sirvan como
herramientas para desarrollar las bases de una organización
capaz de aprender de forma rápida y continua (Bessant,
Caffyn , Gallagher 2001) (García-Lorenzo, Prado 2003).
En la presente investigación se ha desarrollado y aplicado
un modelo para la Mejora de Procesos (MP) productivos en
el cual se ha estudiado la posibilidad de unir las bases de
los programas de MC y la metodología SS: de tal forma que
el modelo se utilice como un programa de gestión donde se
ejecutarán continuamente proyectos de mejora utilizando la
metodología SS. De cara a analizar el planteamiento de la
investigación el modelo se ha aplicado en 4 organizaciones
industriales de los sectores auxiliares de automoción y
electrodomésticos. Así, durante el periodo 2008-2009
se han abordado 8 proyectos utilizando la metodología
SS, encaminada a obtener mejoras en diferentes áreas
productivas.
La
metodología investigadora utilizada se basa en
el estudio de casos (Yin 2003). Ésta es una metodología
frecuentemente utilizada para desarrollar teorías que sirven
para explicar cómo y por qué funcionan las cosas. Según
la citada metodología, el investigador no es un observador
independiente y sus observaciones pueden ser empleadas
para la generación o extensión de nuevas teorías (Coughlan,
Coghlan 2002), ya que se encuentra inmerso en el proceso de
cambio que le sirve como proceso de aprendizaje. En este
caso los propios investigadores han tomado parte activa en
la ejecución y seguimiento de los diferentes proyectos: eso
ha permitido identificar los diferentes aspectos a mejorar e
impulsar en el modelo aplicado.
El trabajo se presenta siguiendo la siguiente estructura:
en el punto 2 se describe el proceso seguido para diseñar el
modelo de MP; en el punto 3 se muestran las características
del modelo de MP diseñado y aplicado; en el punto 4 los casos
aplicados; en el punto 5 el sistema de evaluación del modelo;
en el punto 6 el análisis de los resultados, y finalmente, en el
punto 7 se presentan las conclusiones del estudio.
2. PROCESO DE DISEÑO DEL MODELO APLICADO
Se considera modelo la “representación externa y explícita
de un fenómeno o parte de una realidad para entenderla,
cambiarla y dirigirla” (Pidd 1996). Las organizaciones
que desarrollan e implantan modelos de MC actúan con
el propósito de crear un entorno innovador adaptado a su
realidad.
En el presente estudio se ha desarrollado un modelo
de MP que se aplica mediante la ejecución de proyectos
de mejora productiva. El modelo ha sido diseñado para su
aplicación en empresas industriales maduras. El diseño del
modelo se ha realizado siguiendo los siguientes pasos:
1. Análisis de los elementos conceptuales clave de la
MC.
2. Identificación de las fases del método operativo para
abordar un proyecto de MP.
3. Identificación de las ideas clave del aprendizaje
organizativo.
4. Conclusiones del análisis de casos previos realizados.
•
•
•
•
•
•
•
2.1. ELEMENTOS CONCEPTUALES CLAVES DE
LA MC
Como punto de partida para desarrollar el modelo de MP,
se han analizado los elementos conceptuales clave de la MC.
Para ello se ha realizado una revisión bibliográfica de las
aportaciones realizadas por autores de referencia en el mundo
de la MC. En ella se han analizado los aspectos referentes al
mensaje filosófico, los aspectos operativos y organizativos
•
empresa (Deming 1989) (Juran 1990) (Feigenbaum
1986) (Crosby 1987).
Cada compañía debe desarrollar un proceso específico
de MC (Wu, Chen 2006).
Los procesos de MC deben apoyarse en datos y en
el trabajo en equipo (Deming 1989) (Juran 1990)
(Lloréns, Fuentes 2000).
Para poderla llevar a cabo es necesaria una formación
específica (Deming 1989) (Juran 1990) (Lloréns,
Fuentes 2000).
La MC debe abordarse como un proceso continuo
siguiendo métodos preestablecidos (Deming 1989)
(Juran 1990).
La MC debe ir encaminada a satisfacer las necesidades
de los clientes tanto internos como externos (Deming
1989) (Juran 1990) (Crosby 1987).
Para implementar la MC con mayor facilidad la cultura
de las organizaciones debe estar alineada con la
estrategia (Bateman, Rich 2003).
La MC es un proceso que evoluciona de una manera
progresiva dentro de la organización, desde un nivel
básico de premejora continua hasta el máximo nivel,
que corresponde al de una organización que aprende
(Figura 1) (Bessant, Caffyn, Gallagher 2001).
En cualquier modelo de MC actúan tres elementos:
el equipo impulsor de la MC, los problemas u
oportunidades de mejora y los métodos utilizados
donde se engloban las herramientas y equipos. Con
Figura 1: Niveles del modelo evolutivo de MC de Bessant adaptado de (Bessant, Caffyn, Gallagher 2001)
para abordar la MC. Del citado análisis se han extraído las
siguientes conclusiones que se han tenido en cuenta a la hora
de diseñar el modelo:
• La MC es un proceso que depende de la cultura de la
las interacciones apropiadas entre los tres elementos,
las organizaciones entran en un proceso de desarrollo
de su capacidad de mejorar, innovar y aprender (Wu,
Chen 2006).
61
2.2. FASES DEL MÉTODO OPERATIVO PARA
ABORDAR UN PROYECTO DE MEJORA.
Otro aspecto que se ha considerado importante a la hora
de desarrollar el modelo es definir el método operativo a
seguir para resolver los problemas que se plantean. Para
ello se ha tomado como referencia un estudio realizado por
Robert I Gadea (Robert 2005), en el cual, después de haber
analizado 18 métodos operativos de mejora utilizados por
diferentes organismos y empresas, el autor ha llegado a la
conclusión de que para abordar operativamente un proceso de
MC es necesario ejecutar 17 fases (Figura 2). Estas fases se
han tenido en cuenta a la hora de definir el método operativo
a utilizar en el modelo de MP desarrollado.
• Experiencia. (Nonaka, Takeuchi 1995) (Argyris,
Schön 1978).
• Espiral de creación del conocimiento. (Nonaka,
Takeuchi 1995).
• Modelos mentales. (Jaikumar, Bohn 1986).
• Saber aprender. (Revilla 1995).
• Saber mejorar. (Revilla 1995).
• Tipos de problemas. (Revilla 1995).
• Resolver problemas. (Jaikumar, Bohn 1986).
• Aprendizaje de doble bucle. (Argyris, Schön 1978).
2.4. ESTUDIO DE CASOS PREVIOS
En el modelo desarrollado también se han tenido en cuenta
Figura 2: Fases del método operativo para abordar un proyecto de mejora
2.3. IDEAS CLAVE DEL APRENDIZAJE
ORGANIZATIVO
Las organizaciones deben de crear modelos de mejora que
sirvan como herramientas para desarrollar las bases de una
organización que aprende de forma rápida y continúa (Bessant,
Caffyn, Gallagher 2001). En el modelo desarrollado se han
tenido en cuenta las ideas clave del aprendizaje organizativo.
Para ello se ha realizado una revisión bibliográfica donde se
han identificado los factores a potenciar para desarrollar el
aprendizaje organizativo dentro de una organización. Dichos
factores son:
• Cambio de conducta. (Swieringa, Wierdesma 1995)
(Senge 1990).
• Conocimiento tácito. (Nonaka, Takeuchi 1995).
• Conocimiento explícito. (Nonaka, Takeuchi 1995).
• Transferencia del conocimiento. (Nonaka, Takeuchi
1995).
62
las experiencias previas de los investigadores. Para ello se ha
analizado la evolución del programa de MC desarrollado en
el área de mecanizado de una empresa del sector auxiliar del
electrodomésticos, en cuya definición y puesta en marcha
han participado (Eguren, Errasti 2007). Los citados casos
se han abordado durante el periodo 1999-2006 donde han
desarrollado 10 proyectos de MP, con el objetivo principal
de aumentar la eficiencia productiva. Del estudio se deduce
que los factores que afectan al éxito y al mantenimiento de
los programas de mejora continua son:
• La calidad de la información utilizada, la capacidad de
canalizar las propuestas de mejora.
• La formación del personal, la experiencia de las personas.
• Los recursos disponibles.
• El seguimiento por parte de la dirección.
• El nivel de involucración y dedicación del apoyo
externo.
• El nivel tecnológico del área abordada, los cambios en
la estructura organizativa.
• Las ampliaciones del área donde se ha realizado la
implantación.
3. DEFINICIÓN DEL MODELO
El modelo desarrollado pretende ser un modelo que se
utilice como programa de gestión de la MP dentro de las
organizaciones. Para ello tomando como base las ideas
desarrolladas en el punto 2, se ha diseñado un modelo que
se compone de dos bloques (Figura 3): el primer bloque
corresponde a las bases conceptuales, que se desglosan
en la estrategia, los proyectos y el diseño del programa
de entrenamiento, mientras el segundo es la operativa de
actuación, donde se integran el método operativo, el modelo
de entrenamiento y la gestión y seguimiento del proceso.
Figura 3: Elementos del modelo aplicado
Tipología de proyectos
Es necesario que la gestión de los proyectos a abordar
se realice de forma consciente y estable. Los primeros
proyectos de mejora deben ser fijados por la dirección de la
empresa a través del equipo promotor. Hace falta garantizar
que se trabaje sobre los procesos críticos y que esos se
seleccionen de tal forma que ayuden a continuar la mejora en
un futuro (Upton 1996). Estos se abordarán con un método
establecido y con una visión a largo plazo, ejecutándose
proyecto a proyecto (Bateman, Rich 2003).
Diseño del programa del modelo de entrenamiento
La adecuación del programa de entrenamiento en relación
con las necesidades del individuo y de la organización es
clave para abordar un proyecto de MC (Dale 1997). En el
modelo desarrollado se entrena a los líderes con el fin de
que sean conscientes de su papel en la MP y aumentar su
capacidad para analizar, medir y mejorar los procesos.
Para ello el modelo de
entrenamiento seguido
se basa en el “Dynamic
Learning” (DL) (Baird,
Griffin 2006). El DL
constituye un marco de
referencia que permite
integrar diversos enfoques
en la organización del
entrenamiento, partiendo
de la idea de que el
entrenamiento se pueda
realizar
de
manera
más rápida, integrando
el aprendizaje en la
organización y facilitando
que éste se produzca
en tiempo real. En
coherencia con esta idea,
el entrenamiento realizado
se clasifica en tres
categorías dependiendo
de su finalidad: PARA la
ejecución, DURANTE la
ejecución y A PARTIR
DE la ejecución (Figura
4).
3.1. BASES CONCEPTUALES DEL MODELO
DESARROLLADO
Estrategia
Desde el punto de vista estratégico, la empresa debe
estar preparada para poder aplicar el modelo. Para ello,
es fundamental que el modelo se adapte a la cultura de la
empresa, el compromiso de la dirección y la implicación de
los empleados.
Figura 4: Perspectiva general del DL (Baird, Griffin 2006)
63
Las particularidades de cada fase son las siguientes:
“Entrenamiento PARA la ejecución”: el objetivo es
posibilitar la transferencia del conocimiento mediante la
formación teórica y la capacitación que cada individuo
necesita y cuando lo necesita.
“Entrenamiento DURANTE la ejecución”: se ha definido
la forma de intercalar el entrenamiento teórico con la
ejecución de los citados proyectos.
“Entrenamiento A PARTIR DE la ejecución”: se basa
en la reflexión sobre lo ya realizado, y permite consolidar
y sintetizar las lecciones aprendidas, así como identificar
oportunidades de aplicación en el futuro.
3.2. OPERATIVA DE ACTUACION
La operativa de actuación se distribuye en tres bloques:
el primero corresponde al método operativo utilizado, el
segundo al modelo de entrenamiento (descrito en el punto
3.1) y el tercero corresponde a la gestión y seguimiento.
Método operativo
Para definir el método operativo seguido para abordar
los proyectos de mejora se ha tenido en cuenta las fases
identificadas en el punto 3.2 y se ha llegado a la conclusión
de que el método con el que mejor se recogen los objetivos
de modelo corresponde a la metodología DMAIC de Seis
Sigma (SS).
Se compone de cinco fases operativas (Definir-MedirAnalizar-Implementar-Controlar) (Figura 5) (Tang, Goh,
Lam 2007) en las cuales se utilizan diferentes herramientas
de mejora (ver Figura 6).
Gestión y seguimiento
Para la gestión y seguimiento se ha hecho hincapié en
el cumplimiento de los hitos, en la ejecución del plan de
acciones, en el seguimiento de los indicadores de evolución
de cada proyecto y en la gestión visual mediante paneles
gráficos.
4. DESCRIPCIÓN Y APLICACIÓN DE LOS CASOS
El modelo se ha aplicado mediante la ejecución de
8 proyectos en cuatro empresas del sector auxiliar de la
automoción y electrodomésticos en el periodo 2007-2009. La
presente aplicación va a permitir visualizar si las empresas,
donde se realiza la implantación como un programa
permanente para la gestión de la MP, pueden asumir el
modelo desarrollado. El equipo investigador ha participado
de forma activa en colaboración con los responsables de
las empresas, tanto en el diseño del modelo, como en su
ejecución y evaluación. Las 4 empresas pertenecen al grupo
cooperativo Mondragón. El citado grupo constituye el primer
grupo empresarial de la CAPV y el séptimo de España. A
continuación se describen las características generales de las
4 organizaciones: se indica la tipología de la organización,
dónde se han realizado las aplicaciones y las características
de esta, cómo se organiza la MC desde el punto de vista
estratégico. También se expone cada uno de los proyectos:
para ello, se ha desarrollado una ficha donde se recoge de
forma resumida los aspectos más importantes desarrollados
por cada proyecto en cada una de las fases del DMAIC.
Figura 5: Metodología DMAIC (Adaptado de Pyzdek (Pyzdek 2009))
64
Figura 6: Herramientas asignadas a cada fase del DMAIC (Tang, Goh, Lam 2007) )
4.1. DESCRIPCIÓN DE LA ORGANIZACIÓN A
Es una organización industrial de tamaño medio
dedicada a la fabricación de elementos meca-electrónicos
para el sector de electrodomésticos. Tiene diferentes plantas
a nivel mundial y es líder en su sector. Esta organización
ha sufrido una transformación radical durante la década de
los años 90, debido a una continua necesidad de mejora en
calidad, costos y plazos de entrega. Desde el punto de vista
estratégico la organización ha desarrollado una estructura
que implementa y desarrolla la MC y la MP. Los equipos
están adecuadamente entrenados y poseen experiencia en las
herramientas y técnicas básicas de MP. También se les anima
a iniciar la actividad de MP y a experimentar y desarrollar
nuevas ideas. Los directores son conscientes de lo que está
pasando y están involucrados en los proyectos de mejora,
participan en la asignación de recursos y su actitud es hacia
los equipos de mejora de confianza. Se han desarrollado 2
proyectos: P1: Optimización del flujo de materiales entre
las zonas de estampado y mecanizado (Ver Tabla 1) y P2:
Aumento de la eficiencia de los centros de mecanizado (Ver
Tabla 2).
65
Tabla 1: Ficha resumen de la parte operativa del proyecto P1: “Optimización del flujo de materiales entre las zonas de estampado y mecanizado”
Tabla 2: Ficha resumen de la parte operativa de proyecto P2: “Aumento eficiencia de los centros de mecanizado”
66
4.2. DESCRIPCIÓN DE LA ORGANIZACIÓN B
Es una organización del sector auxiliar del automoción
que se dedica a la fabricación mediante procesos de fusión
y mecanizado de diferentes piezas destinadas al sector del
automoción. Lleva décadas utilizando diferentes sistemas de
mejora impulsados por sus diferentes clientes. Desde el punto
de vista estratégico, la MC y la MP están establecidas desde
hace más de una década y está integrada dentro de la cultura
de trabajo habitual. Hay una estructura que promociona todos
los aspectos que han identificado en la reflexión estratégica
siendo uno de sus objetivos el crear una dinámica de MC y
MP. Se han desarrollado 2 proyectos: P3 Faltas de llenado
(Ver Tabla 3) y P4 Control de emisiones (Ver Tabla 4).
Tabla 3: Ficha resumen de la parte operativa del proyecto P3: “Faltas de llenado”
Tabla 4: Ficha resumen del proyecto P4: “Control de emisiones”
67
4.3. DESCRIPCIÓN DE LA ORGANIZACIÓN C
Es una organización industrial de tamaño medio dedicada
a la fabricación de tarjetas para el sector de electrodomésticos
y automoción. Tiene diferentes plantas a nivel mundial. Esta
organización está sufriendo una fuerte reestructuración en
estos momentos, debido a la crisis económica. Desde el punto
de vista estratégico, la organización dispone de un sistema
avanzado para gestionar las actividades de MC. Dentro
de la organización hay un responsable que se encarga de
promocionar las actividades de MC y MP. Se ha desarrollado
1 proyecto: P5 Defectivo en proceso de soldadura de tarjetas
electrónicas (Ver Tabla 5).
Tabla 5: Ficha resumen de la parte operativa del proyecto P5: “Defectivo en proceso de soldadura de tarjetas electrónicas”
68
4.4. DESCRIPCIÓN DE LA ORGANIZACIÓN D
Es una organización industrial de tamaño medio dedicada
a la fabricación de elementos meca-electrónicos para el sector
de electrodomésticos. Esta organización desde el punto de
vista de proceso, mercado y producto es muy similar a la
organización A. La diferencia es que desde el punto de vista
organizativo es más jerárquica, no tiene desarrollado ningún
tipo de modelo autogestionado y las decisiones operativas
se basan en el sistema tradicional de gestión. Desde el
punto de vista estratégico, la calidad es un elemento clave
diferenciador, la labor gestional de impulsar las actividades
de MC recae en los responsables de producción. Estas
personas asumen las responsabilidades del equipo promotor
de la MC y MP y se encargan de seleccionar y focalizar de
objetivos de mejora y de su supervisión periódica. Se han
desarrollado 3 proyectos. P6: Control de fugas de válvula
(Ver Tabla 6), P7: Control de placas de inducción (Ver Tabla
7), P8: Soldadura del rodillo (Ver Tabla 8).
5. SISTEMA DE EVALUACIÓN
La evaluación del modelo ha sido realizada por los
investigadores en colaboración con los líderes de los
proyectos, y los miembros de la dirección de la empresa han
participado de forma activa tanto en el diseño del modelo,
como en la formación de los participantes, en la ejecución
de los proyectos y en la evaluación del modelo. Para ello,
tal y como se ha realizado en estudios similares (Zhang et
al. 2000), se ha valorado un cuestionario específicamente
diseñado en base a la siguiente escala de Lykert (1 Nulo, 2
Bajo, 3 Medio, 4 Alto y 5 Total).
Tabla 6: Ficha resumen de la parte operativa del proyecto P6: “Control de fugas de válvula”
69
Tabla 7: Ficha resumen de la parte operativa del proyecto P7: “Control de placas de inducción”
Tabla 8: Ficha resumen de la parte operativa del proyecto P8: “Soldadura del rodillo”
70
6. ANÁLISIS Y RESULTADOS OBTENIDOS
En las Figuras 7, 8, 9, 10 y 11 se pueden observar
gráficamente los resultados del análisis realizado. Analizando
cada aspecto podemos observar lo siguiente:
Figura 7: Nivel de aplicación de las bases conceptuales por cada proyecto
Bases conceptuales
En las Figuras 7 y 8 se observan los resultados de la
valoración de las bases conceptuales del modelo. Se puede
observar que a nivel general en el concepto de la ejecución
de la formación en acción (Entrenamiento DURANTE),
entre los niveles alcanzados por todos los proyectos a nivel
medio es el más bajo. Ello es debido principalmente al nivel
de saturación de los líderes, que en muchos casos han tenido
que realizar un sobreesfuerzo para poder abordar el proyecto.
En cuanto a los proyectos que tienen una menor valoración,
estos corresponden al P6, P7 y P8. En los tres casos las
debilidades detectadas se corresponden con la estrategia, la
tipología de los proyectos seleccionados y la formación en
acción (Entrenamiento DURANTE). Se constata que todos
corresponden a la organización D y coinciden con aquella
que no dispone de equipo promotor de MC. Otro proyecto
donde se han detectado debilidades es el proyecto P4. En ese
caso se observan unos niveles de valoración menores que el
resto de los proyectos en cuanto a la tipología del proyecto
abordado.
Operativa del modelo
En las Figuras 9 y 10 se observan los resultados de la
valoración de la aplicación en cada fase del método DMAIC.
Estos resultados están relacionados con el nivel de eficiencia
de la implantación del modelo. Se observa que los niveles
más bajos de cumplimentación corresponden a los proyectos
P6, P7 y P8, que son los ejecutados en la organización D.
También se observa que las fases más débiles corresponden a
las de análisis de datos y estandarización de las mejoras. Se
han percibido debilidades principalmente a la hora de recoger
datos fiables. También se han percibido debilidades a la hora
de consolidar la mejora, así como en su estandarización y
divulgación dentro de la organización.
Figura 8: Nivel de aplicación de las bases conceptuales por cada organización
Figura 9: Nivel de aplicación del método DMAIC por cada proyecto
Figura 10: Nivel de aplicación del método DMAIC en cada organización
71
Resultados
En la Figura 11 se observan los resultados del % de
cumplimiento de los objetivos cuantificables, los cuales
están relacionados con el nivel de eficacia de la implantación
del modelo. Se observa que en los proyectos P6, P7 y P8
no llegan al 50 % de los objetivos. Otro proyecto donde los
resultados no han llegado a un nivel alto es el P4.
Figura 11: % de cumplimiento de objetivos
7. CONCLUSIONES
Del estudio realizado se constata que el modelo diseñado
se ha aplicado con mayor facilidad y se han ido obteniendo
unos resultados mejores en aquellas organizaciones que
disponen de una estructura estable para abordar los proyectos
de MC. Observando por un lado los resultados obtenidos
correspondientes a la aplicación de las bases conceptuales
del modelo en la Figuras 7 y 8 y, por otro, los niveles de
ejecución del proceso operativo en las Figuras 9 y 10
(Eficiencia), y además el nivel de los objetivos alcanzados
en la Figura 11 (Eficacia), se constata lo siguiente: los
resultados mejores corresponden a los proyectos ejecutados
en las organizaciones A, B y C, que son aquellas que
disponen de una estructura estable para abordar los proyectos
de MC y MP.
En cuanto a los factores que más afectan a la implantación
del modelo cabe destacar:
• La involucración de la dirección, sobretodo mediante
la definición de la estrategia a seguir cara a seleccionar
los proyectos y realizar su seguimiento: en las
organizaciones donde la dirección ha estado lejos
de los proyectos los resultados han sido claramente
inferiores.
• La tipología de los proyectos abordados: en las
organizaciones donde no se ha puesto especial atención
a la hora de elegir los proyectos (el caso de P6, P7 y
P8) o donde se ha elegido un proyecto excesivamente
72
ambicioso (P4) los resultados han sido de un nivel
medio o bajo.
• El seguimiento del proceso operativo: en este caso son
claves las fases de análisis, mediante el uso de datos
fiables, y la de control, es decir, ha de realizarse un
seguimiento de la mejora obtenida para que esta no
decaiga.
• El análisis y comunicación de las lecciones aprendidas:
se ha considerado necesario que se realice de tal
forma que se identifiquen y se den a conocer tanto los
aspectos positivos como los negativos, y así puedan ser
utilizados por otras personas de la organización.
• El sistema de valoración mostrado en el presente
estudio sirve como base para medir su bondad del
modelo aplicado.
También hay que tener en cuenta que las organizaciones
que quieran implantar este tipo de modelos han de disponer de
unos recursos mínimos para ello. En el caso en cuestión, las
organizaciones han dedicado para los líderes una liberación
de mínimamente de 250 horas de entrenamiento, con un
coste aproximado de 8000 Euros. Además, se ha estimado
que es necesaria una dedicación semanal de 5 horas durante
seis meses, tanto para el líder como para los miembros del
equipo.
Para concluir, cabe recalcar que, respecto a la aplicabilidad
del modelo desarrollado como un programa permanente
para la gestión de la MP, el modelo presentado - fruto de
la experiencia realizada - se va a aplicar como un programa
permanente para la gestión de la MP en la organización B: en
esa, a partir del año 2009 y con una visión de 4 años, se ha
diseñado y desarrollado un programa de gestión permanente
de la MP tomando como base los aspectos descriptos en el
presente documento. Los resultados de la citada implantación
se mostrarán en futuras publicaciones.
Como posibles líneas futuras a estudiar, el modelo
desarrollado puede servir como base para la aplicación de
modelos similares en otro tipo de empresas industriales, tales
como PYMES o sectores no maduros.
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73
INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA DEL MEDIO AMBIENTE
AULAS DE ECODISEÑO: Análisis de ciclo de vida y ecodiseño en la industria
3308.99-1 DESARROLLO SOSTENIBLE
AULAS DE ECODISEÑO: Análisis de
ciclo de vida y ecodiseño en la industria
Álvaro de Prado-Trigo *
Francisco Campo-Rámila *
Javier Muniozguren-Colindres **
Licenciado en Ciencias Ambientales
Doctor Ingeniero Industrial
* Ingurumenaren Kideak Ingeniería, S.L. Avda San Bartolomé, 1 1ºA - 48903 Barakaldo ( Vizcaya).
Tfno: +34 944181746. [email protected]; [email protected]
** EHU/UPV. ETSI de Bilbao. Dpto. de Expresión Gráfica y Proyectos de Ingeniería.
Alda Urquijo, s/n – 48013 Bilbao. Tfno: +34 94 601 41 88. [email protected]
ECO-DESIGN CLASSROOMS PROJECT: Life cycle assessment and eco-design in basque industry
ABSTRACT
• This paper shows the work made by the
Ecodesign Learning Centre of Engineering
School at the University of the Basque
Country and at Mondragon University. Some
engineering students have carried out Life
Cycle Assessment, Ecodesign and applied
research projects in some Basque Companies.
One of those projects consisted in a Life cycle
assessment of a hydraulic press. The aim of
this project was to point out some improvement
measures to be used in future designs of
machine tools. That kind of products will soon
be affected by the Energy using Products
Directive. In another project, an environmental
product declaration was made for a radio
controlled electronic lock. The last project which
is presented in this paper is a research work
comparing three life cycle impact assessment
methodologies and its application on one case
study. In all of the three projects useful results
were obtained for the stakeholder companies
and for the industrial sector as well, giving
help to the development of methodologies and
other related projects in the Basque industry.
• KEYWORDS: ecodesign, life cycle assessment,
environmental declaration, life cycle impact
assessment.
74
RESUMEN
En este artículo se presenta la
labor que desarrollan las Aulas
de Ecodiseño de la Escuela
Técnica Superior de Ingeniería de
Bilbao y de la Escuela Politécnica
Superior de la Universidad de
Mondragón a través de tres
proyectos realizados por alumnos
de estas aulas en diferentes sectores
de la industria vasca. En ellos,
alumnos de ingenierías técnicas
y superiores han desarrollado
proyectos de Análisis de Ciclo de
Vida, Ecodiseño de productos y
de investigación metodológica y
práctica de Análisis de Ciclo de
Vida en empresas vascas. En uno,
se realizó un Análisis de Ciclo de
Vida de una prensa hidráulica con
el objetivo de generar posibles ideas
de mejora para futuros diseños de
prensas similares, ya que este tipo
de productos se verá afectado por
la Directiva de productos que usan
energía en los próximos años.
Otro
de
los
proyectos
presentados es la realización de una
Declaración ambiental de producto
de una cerradura electrónica
con tecnología de radiocontrol.
El tercero de los proyectos es
un proyecto de investigación
comparativa sobre tres metodologías
de análisis de impacto del ciclo de
vida de productos y servicios, y su
aplicación en un Análisis de Ciclo
de Vida comparativo. En los tres
proyectos se obtuvieron resultados
útiles tanto para las empresas
implicadas en ellos como para los
sectores industriales afectados,
sirviendo de apoyo al conocimiento
y desarrollo de estas metodologías
en la industria en general.
Palabras clave: ecodiseño,
análisis de ciclo de vida, declaración
ambiental, evaluación de impacto
del ciclo de vida.
1. INTRODUCCIÓN
La apuesta por la innovación se
ha convertido en uno de los aspectos
más importantes en la mejora de la
competitividad de la industria. Por
otra parte, la protección al medio
ambiente ha adquirido categoría
de requisito legislativo en muchos
campos, incluyendo recientemente
el ámbito de los productos, fruto
Informe Técnico
de la política integrada de producto de la Unión Europea
(Europa, 2001), que busca fomentar tanto la oferta como la
demanda de productos respetuosos con el medio ambiente.
Esta política integrada de producto ha sido seguida también a
nivel europeo por la directiva de productos que usan energía
o EuP, por sus siglas en inglés (Europa, 2005), que establece
el marco para la especificación de requisitos de diseño
ecológico para todos aquellos productos comercializados
dentro de la UE que consuman grandes cantidades de energía
a lo largo de su vida útil.
Una herramienta valiosa para dar respuesta a estas
necesidades de innovación y diseño ecológico de productos
y servicios es el Ecodiseño, una metodología en siete pasos
que integra los aspectos ambientales de los productos o
servicios en la etapa de diseño de los mismos (Fernández,
2007). Otra herramienta fundamental resulta el Análisis de
Ciclo de Vida de productos y servicios, que consiste en el
“análisis de las etapas consecutivas e interrelacionadas del
sistema del producto desde la adquisición de materias primas
o generación de recursos naturales hasta la eliminación de
este”, según se refleja en la norma ISO 14040 (AENOR,
2006). La realización de un ACV ajustado a la realidad
del producto y con unos límites de sistema que abarquen
el mayor número de aspectos posibles es imprescindible
para obtener una buena base para el proceso de Ecodiseño.
Asimismo, la comprensión de la metodología de análisis de
impacto ambiental del ciclo de vida utilizada es necesaria
para una correcta interpretación de los resultados del ACV
y la generación de estrategias de mejora ambiental para el
diseño.
Desde las aulas de Ecodiseño de la Escuela Técnica
Superior de Ingeniería de Bilbao y de la Escuela Politécnica
Superior de la Universidad de Mondragón se da respuesta
a las necesidades de las empresas vascas en temas de
Ecodiseño, innovación ambiental de productos y Análisis de
Ciclo de Vida, entre otros, a la vez que se forma a futuros
profesionales en estas metodologías para fomentar la
capacidad de innovación y diseño ecológico de la industria
del futuro. Las aulas, en su curso académico 2008/2009, han
sido el marco, entre otros, para el desarrollo de los proyectos
expuestos: el Análisis de Ciclo de Vida de una prensa
hidráulica, la realización de una declaración ambiental de
producto de una cerradura electrónica y una investigación
comparativa de tres metodologías de análisis de impacto del
ciclo de vida.
2. ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA DE UNA PRENSA
HIDRÁULICA
El objetivo de este proyecto era determinar el impacto que
el ciclo de vida de una prensa hidráulica concreta genera en
el medio ambiente, y evaluar y llevar a la práctica estrategias
de mejora ambiental. En el proyecto se evaluaron las cargas
ambientales asociadas a la prensa hidráulica seleccionada
durante la fabricación y en lo que dure su actividad o uso, hasta
Informe Técnico
su desecho final. Las actividades descritas se identificaron y
cuantificaron en el uso de material y energía utilizada junto
con los vertidos generados. Esta cuantificación consistió
en la realización de un balance de materiales utilizados y
energía (Inventario del Ciclo de Vida de la máquina) para
posteriormente evaluar los impactos ambientales que puedan
causar por medio de una herramienta software de ACV. En
este caso, el software empleado fue EcoScan Life 3.1 (TNO,
2004).
Los resultados del análisis del ciclo de vida mostraron
que el 98% del impacto total generado se debía a la fase de
uso, tal y como se expone en la Figura 1, principalmente
por el consumo energético y de aceite necesarios para su
funcionamiento durante toda su vida útil, estimada en unos
40 años.
Figura 1: Porcentajes de los impactos producidos en cada fase del ciclo de vida, resultantes del
ACV de la prensa hidráulica estudiada (Ciclo de vida EI-99)
Tras el Análisis de Ciclo de Vida se generaron y
seleccionaron ideas de mejora ambiental para el producto
aplicables en futuros diseños de máquinas similares, de
forma que la empresa fabricante de la prensa pueda tenerlas
en cuenta en próximos proyectos. Estas estrategias de mejora
fueron realizadas para todas las fases del ciclo de vida,
generando ideas tanto para fabricación, uso, transporte o fin
de vida.
Algunas de las ideas seleccionadas fueron las siguientes:
• Reducción del peso en el material de la parte fija de la
prensa
• Implantación de un sistema de gestión energética
eficiente
• Uso de aceites orgánicos o biodegradables en lugar de
minerales
• Aprovechamiento del calor generado durante la
estampación
75
3. REALIZACIÓN DE UNA DECLARACIÓN AMBIENTAL DE
PRODUCTO DE UNA CERRADURA ELECTRÓNICA
El objetivo de este proyecto era la realización de una
Declaración ambiental de producto (EPD, por sus siglas
en inglés) de una cerradura electrónica. La cerradura
seleccionada forma parte de un sistema inalámbrico que
permite la apertura de puertas sin contacto y el control remoto
del acceso desde una centralita. Este producto funciona con
alimentación por dos pilas AA, con una vida útil de cada par
de pilas de dos años y medio. La empresa fabricante deseaba
realizar en el marco del proyecto un Análisis de Ciclo de
Figura 2: Prensa hidráulica fabricada por la empresa ONAPRES S.Coop seleccionada para la
realización del ACV
Este proyecto ha permitido familiarizar a la empresa
fabricante de la prensa, representada en la Figura 2, y a sus
trabajadores, con la metodología del Análisis de Ciclo de
Vida y Ecodiseño, además de servir como apoyo para futuros
proyectos similares o diseños de productos de máquina
herramienta, tanto en la misma empresa como en otras
empresas del sector interesadas en mejorar ambientalmente
sus productos.
Figura 3: Cerradura electrónica estudiada, de la empresa TESA, S.A.U., despiezada para su
estudio, junto con su embalaje.
Figura 4: Resultados de Análisis de Ciclo de Vida del producto
76
Informe Técnico
Vida y una declaración ambiental de producto con el fin de
obtener una posible certificación de dicha declaración para
uno o varios productos de esta gama de cerraduras. La Figura
3 muestra las distintas piezas que componen la cerradura
analizada, para la realización de su Análisis de Ciclo de
Vida.
Las declaraciones ambientales de producto son sistemas
de etiquetado ecológico tipo III regulados por la norma ISO
14025 (AENOR, 2007). El esquema de certificación para
estos productos Environdec tiene publicados los requisitos
de estas declaraciones ambientales (llamados PCR, Product
Category Rules) en la PCR 2006:02 Building Products (The
Swedish Environmnental Management Council, 2006). Este
documento establece los requisitos que debe cumplir la
Declaración ambiental de producto para poder ser certificada.
El Análisis de Ciclo de Vida y su interpretación deben seguir
por lo tanto las recomendaciones de este documento.
El Análisis de Ciclo de Vida fue llevado a cabo con la
ayuda de la herramienta software para ACV SimaPro 7.1
(PRé Consultants bv., 2008) y la base de datos Ecoinvent
2.0 (ecoinvent Centre, 2007). Para la evaluación de impactos
ambientales se ha utilizado la metodología de análisis de
impactos de ciclo de vida Eco-indicador 99 (Goedkoop,
2000).
Los resultados que el análisis del ciclo de vida ofrece,
y que son expuestos en la Figura 4, destacan la fase de
producción como el aspecto más impactante del producto en
la mayoría de las categorías de impacto analizadas, excepto
en las de radiación y agotamiento de la capa de ozono, en las
que es el transporte el aspecto más significativo.
Tras la interpretación de resultados del ACV se
desarrolló la declaración ambiental de producto según los
términos que describe la PCR, y se realizaron los cálculos
de datos finales para presentar en dicha declaración. De
manera interna se realizó una generación de ideas de mejora
ambiental para futuros diseños del producto, además de una
sesión de formación sobre el trabajo realizado, Análisis de
Ciclo de Vida y sistemas de certificación ambiental para los
trabajadores de la empresa, para facilitar la continuidad del
trabajo en este sentido.
Este proyecto sirvió a la empresa para familiarizarse con
la metodología de trabajo del Análisis de Ciclo de Vida y
realizar una aproximación a los sistemas de certificación
ambiental de productos. Asimismo, puede servir de base
para futuros estudios similares y se dispone de ideas de
mejora ambiental aplicables en nuevos proyectos de diseño
de la empresa.
4. ESTUDIO COMPARATIVO DE TRES METODOLOGÍAS
DE ANÁLISIS DE IMPACTO DEL CICLO DE VIDA Y SU
APLICACIÓN EN UN CASO DE ESTUDIO.
El objetivo de este proyecto era realizar un estudio
comparativo de diferentes metodologías disponibles para
la realización de evaluaciones del impacto del ciclo de
Informe Técnico
vida (Life Cycle Impact Assessment (LCIA); ISO 14040
(AENOR, 2006) e ISO 14044 (AENOR, 2006)), sus
diferencias teóricas y una aplicación práctica del mismo en
distintos productos de uso cotidiano. Para ello se realizó una
revisión bibliográfica de la documentación disponible sobre
las tres metodologías de LCIA: Ecoindicador 99 (Goedkoop,
2000); CML (Guinée, 2001) y ReCiPe (Goedkoop, 2009), y
se compararon sus bases teóricas.
El análisis de las tres metodologías concluyó con las
siguientes conclusiones:
•
Una de las diferencias más importante entre los
diferentes métodos de evaluación de impactos
reside en la opción de analizar el efecto último del
impacto ambiental (endpoint), siendo éste el caso
de Ecoindicador 99 y de ReCiPe; o bien, considerar
los efectos intermedios (midpoints) para el caso del
modelo CML 2001.
Las categorías de impacto ambiental intermedias
proporcionan una información más detallada de qué manera
y en que punto se afecta el medio ambiente.
Por otra parte, si bien las categorías de impacto finales
son variables que afectan directamente a la sociedad, por
lo que su elección resultaría más relevante y comprensible
a escala global, la metodología para llegar a cuantificar
el efecto último no está plenamente elaborada ni existe el
suficiente consenso científico para recomendar su uso. Por
todo ello, habitualmente se recurre a categorías de impacto
intermedias.
•
Por otra parte, destaca la sencillez de interpretación
de los resultados de Ecoindicador 99, siendo
ésta su principal ventaja respecto a CML 2001,
método que no considera la agrupación de las
diferentes categorías de impacto en uno o tres
indicadores agregados. El método ReCiPe, por su
parte, desarrollado para combinar las ventajas de
los métodos CML 2001 y Ecoindicador 99, puede
resultar una alternativa válida a éstos, si bien será
necesario seguir su aceptación en la comunidad
científica en los próximos años para valorar su
adecuación a las necesidades de los usuarios de
ACV.
La segunda de las fases del proyecto estaba destinada a
la realización de un Análisis de Ciclo de Vida comparativo,
aplicando dos de las metodologías estudiadas (Ecoindicador
99 y ReCiPe) sobre un producto de uso cotidiano. El
producto seleccionado para el estudio fue la bolsa comercial
de supermercado. Debido a la creciente presión de la
legislación, las grandes superficies comerciales se están
viendo obligadas a cambiar sus sistemas de bolsas de compra
de un solo uso gratuitas, existiendo actualmente en el mercado
varios modelos de bolsas reutilizables. El estudio sobre este
producto se realizó sobre dos modelos de bolsas existentes,
una bolsa reutilizable y una bolsa de plástico tipo camiseta,
obteniéndose el impacto ambiental asociado su ciclo de vida
(Figura 5), desde la extracción de las materias primas hasta
la disposición final.
77
Con este Análisis de Ciclo
de Vida se perseguían dos
objetivos:
1. evaluación del análisis
del ciclo de vida de cada
uno de los modelos de
bolsa de supermercado,
y comparación entre los
mismos.
2. aplicación práctica de
varias
metodologías
de LCIA a un mismo
proyecto de ACV para
comparar los resultados
ofrecidos por cada una
de ellas.
De los resultados obtenidos,
presentados en la Figura 6, y
en relación al primer objetivo,
se dedujo que para las dos
metodologías empleadas, los
valores de los indicadores son
menores en el caso del uso de
la bolsa reutilizable.
Con respecto al segundo
objetivo
planteado,
se
observaron diferencias entre
las distintas metodologías,
en especial en cuanto al
porcentaje del indicador que
Figura 5: Ciclo de vida de una de las bolsas estudiadas
Bolsa reutilizable
Bolsa tipo camiseta
Figura 6: Resultados de los ACV realizados
78
Informe Técnico
es generado por cada fase de ciclo de vida de los productos.
Como ejemplo, para la bolsa reutilizable y con la metodología
ReCiPe, el 58% del indicador se debió al proceso productivo
de la bolsa, mientras que para la bolsa de tipo camiseta, la
producción contribuyó en mayor medida (80%).
5. CONCLUSIONES FINALES
Los proyectos anteriormente expuestos, en particular el
ACV de la prensa hidráulica y del desarrollo de una EPD de
una cerradura electrónica, otorgan una imagen del panorama
actual en la industria, y muy especialmente en la industria
vasca, en la que cada vez un mayor número de empresas
y entidades públicas y privadas orientan sus esfuerzos a
reducir los impactos ambientales asociados a sus productos,
buscando una mejora de su competitividad. Las empresas
son actualmente conscientes de que el valor de la inversión
realizada en la mejora ambiental de sus productos será
posteriormente recompensado con una mayor solidez en el
mercado.
Como reflejo de ello, son ya 65 las empresas vascas
que bien cuenta con un sistema de gestión ambiental según
la norma UNE 150301 de Ecodiseño, o bien disponen de
productos certificados según alguna ecoetiqueta o declaración
Ambiental de Producto, o han publicado un caso práctico de
excelencia ambiental, o participado en alguna guía sectorial
de Ecodiseño de IHOBE.
6. AGRADECIMIENTOS
Los autores quieren agradecer la colaboración de los
alumnos Garazi Inunziaga Lestón, Asier Allende García
y Marina Acosta Alkorta de las empresas TESA, S.A.U.
y ONAPRES S.Coop.; de la Sociedad Pública de Gestión
Ambiental Ihobe, S.A. (Depto. de Medio Ambiente,
Planificación Territorial, Agricultura y Pesca del Gobierno
Vasco), de la Agencia de la Innovación de Bizkaia-BAI
(Departamento de Innovación y Promoción Económica
de la Diputación Foral de Bizkaia) y de la UPV/EHU,
constituyentes del Aula de Ecodiseño de la Escuela Técnica
Superior de Ingeniería de Bilbao.
Informe Técnico
7. BIBLIOGRAFÍA
- AENOR. Gestión ambiental: Análisis del ciclo de vida.
Principios y marco de referencia. UNE-EN ISO 14040.
Madrid: AENOR, 2006
- AENOR. Gestión ambiental: Análisis del ciclo de vida.
Requisitos y directrices. UNE-EN ISO 14044. Madrid: AENOR,
2006
- AENOR. Etiquetas y declaraciones ambientales. Declaraciones
ambientales tipo III. Principios y procedimientos. UNE-EN
ISO 14025. Madrid: AENOR, 2007
- AENOR. Gestión ambiental del proceso de diseño y
desarrollo. Ecodiseño. UNE 150301. Madrid: AENOR, 2003
- Ecoinvent Centre. “Ecoinvent data v2.0”. Dübendorf. Swiss
Centre for Life Cycle Inventories. 2007
- Europa. Libro verde sobre la política de productos integrada.
COM (2001) 68 final. Bruselas: Comisión de las Comunidades
Europeas, 2001. 34 p.
- Europa. Directiva 2005/32/CE del Parlamento Europeo y
del Consejo de 6 de julio de 2005 por la que se instaura
un marco para el establecimiento de requisitos de diseño
ecológico aplicables a los productos que utilizan energía y
por la que se modifica la Directiva 92/42/CEE del Consejo y
las Directivas 96/57/C y 200/55/CE del Parlamento Europeo y
del Consejo. Diario Oficial de la Unión Europea, 22 de julio de
2005, núm. 191, p.29.
- Fernández-Alcalá J. “Ecodiseño: Integración de criterios
ambientales en la sistemática del diseño de productos
industriales”. DYNA Ingeniería e Industria. Vol.82-7 p.351360. 2007
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The Hague. Ministry of Housing, Spatian Planning
and the Environment. VROM report 000255/a/10-00
21227/204. 2000.
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midpoint and the endpoint level”. Ministry of Housing,
Spatial Planning and Environment (VROM). 2009.
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Environment (VROM) and Centre of Environmental
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- The Swedish Environmental Management Council.
Product-Category Rules (PCR) for preparing an
environmental product declaration (EPD) for Building
products. PCR 2006:2. 2006
- TNO. EcoScan life 3.1 Software and Database. 2004.
79
Tratamiento de residuos industriales mediante tecnología de plasma
Juan Carlos Múgica-Iraola, Francisco Javier Antoñanzas-González, Lourdes Yurramendi-Sarasaola
3308.07 ELIMINACIÓN DE RESIDUOS
Tratamiento de residuos industriales
mediante tecnología de plasma
Juan Carlos Múgica-Iraola *
Francisco Javier Antoñanzas-González*
Lourdes Yurramendi-Sarasaola*
Dr. Ingeniero Químico
Ingeniero Químico
Dra. en Ciencias Químicas
* TECNALIA R&I. Paseo Mikeletegi, 2 - 20009 San Sebastián.
Tfno: 902 760 000. [email protected] ;
[email protected] ; [email protected]
Industrial wastes treatment using plasma technology
ABSTRACT
RESUMEN
1. INTRODUCCIÓN
• The thermal treatment of waste
using plasma technology allows
the destruction of organic
compounds by pyrolysis or air
controlled process, the recycling
of valuable metals and the
vitrification of the remaining
inorganic material. The new
vitrified products tapped from
the reactor are obtained with
a significant volume reduction
and with good properties to be
reused or stored safely. Plasma
torches can use different gases at
low flow; consequently, chemical
reaction inside the reactor can be
controlled, rising high productivity
with small equipment. This
process aims to be an alternative
for materials recycling from
waste, allowing an adequate
solution to waste treatment
problems of industrial countries
and achieving an important
volume reduction of final waste.
• Key words: plasma technology,
vitrification of waste, recycling of
materials.
El tratamiento térmico de residuos
basado en tecnología de plasma permite
la destrucción de productos orgánicos
mediante procesos pirolíticos o de
gasificación, la recuperación de metales
y la vitrificación del material inorgánico
restante. Los productos vitrificados
resultantes, tras el vaciado del reactor,
se caracterizan por una significativa
reducción de volumen respecto al residuo
original y unas buenas propiedades
para su reutilización o almacenamiento.
La tecnología de plasma permite el
uso de diferentes gases a bajo caudal,
en consecuencia, se pueden controlar
las reacciones químicas dentro del
reactor, alcanzándose productividades
altas con equipamientos relativamente
pequeños. Este proceso pretende ser una
alternativa para el reciclaje de materiales,
facilitando una solución a los problemas
de tratamiento que se manifiestan en los
países industrializados y consiguiéndose
además una reducción del volumen de los
residuos eliminados.
Palabras Clave: tecnología de plasma,
vitrificación de residuos, reciclaje de
materiales.
1.1. EL PLASMA:
PRESENTACIÓN GENERAL
El plasma se define como un gas
ionizado mediante el aporte de energía,
que contiene partículas cargadas y
neutras con una carga eléctrica global de
aproximadamente cero, permitiendo el paso
de corriente eléctrica1-5. En las antorchas
generadoras de plasma térmico, es decir,
el que se genera a presión atmosférica,
la energía se aporta al gas por diferentes
métodos, siendo los principales:
•
Generación de un arco eléctrico
entre dos electrodos. Pueden ser
de dos tipos: si la pieza o material
a tratar constituye uno de los
electrodos se denomina “arco
transferido” y en caso contrario
“no transferido”.
•
Mediante acoplamiento inductivo.
El gas se hace pasar a través
de una bobina de inducción,
generándose el plasma.
En muchas aplicaciones industriales,
en concreto en las medioambientales,
las antorchas más utilizadas son las que
generan el plasma mediante arco eléctrico.
Además, cuando se trata de fundir un
material, el rendimiento que se obtiene
con los sistemas transferidos, haciendo
80
que el material forme parte del circuito eléctrico, es superior
a lo de los sistemas no transferidos. En la Fig. 1 se presenta
un esquema de antorcha de plasma funcionando en modo
transferido.
Fig. 1: Esquema de una antorcha de plasma
El gas plasmógeno, denominación que recibe el gas que
mediante una excitación externa genera el plasma, puede
alcanzar temperaturas muy elevadas en la zona central, por
encima de los 10.000 ºC, decayendo a medida que avanza
hacia la periferia. De esta forma, cuando se utiliza una
antorcha en un recinto cerrado como es un horno, se puede
compatibilizar la existencia de altas temperaturas puntuales
con temperaturas adecuadas al tratamiento de un determinado
producto y a la utilización de materiales comerciales para el
horno, especialmente el revestimiento refractario.
Las antorchas de plasma se han utilizado en numerosas
aplicaciones industriales desde el corte o la soldadura hasta
el recubrimiento de superficies, la fusión de metales y, más
recientemente, el tratamiento y/o recuperación de residuos
industriales. La tecnología de plasma como herramienta para
el tratamiento de residuos es de uso reciente. Sin embargo,
los resultados obtenidos la sitúan en un lugar preponderante
en cuanto a la calidad y seguridad de destrucción de residuos,
cuyas principales características son su toxicidad y/o su
dificultad de eliminación.
1.2. VENTAJAS DE LA TECNOLOGÍA DE
PLASMA
La utilización de la técnica del plasma desde un punto
de vista medioambiental presenta una serie de ventajas
y propiedades singulares entre las que cabe resaltar las
siguientes:
• La generación de calor es independiente de las
reacciones químicas implicadas en el tratamiento de
los residuos. Se pueden conseguir altas temperaturas de
proceso incluso con materiales no combustibles. En los
procesos térmicos convencionales el calor desarrollado
depende de las reacciones químicas y de los productos
involucrados, necesitándose con frecuencia la adición
de combustibles auxiliares.
• El caudal de gas necesario para realizar el aporte de
calor puede llegar a ser muy bajo comparado con
otros sistemas, minimizando las pérdidas de calor y
facilitando su depuración, con el consiguiente ahorro en
instalaciones de depuración. El único gas que se aporta
es el plasmógeno. Por lo tanto, junto al bajo caudal,
hay que resaltar la posibilidad de trabajar en atmósfera
controlada incluida la ausencia total de oxígeno. Ambos
factores abren posibilidades importantes de control
de los productos finales gaseosos con una favorable
adecuación al medio ambiente.
• La densidad de energía que se alcanza es muy elevada,
consiguiéndose importantes producciones en plantas
de reducido tamaño. Es decir, el gas excitado mediante
una corriente eléctrica acumula una elevada energía
por unidad de volumen que disipa en forma de calor
en el interior del horno. Esta ventaja, importante en
sí misma, abre la posibilidad también a la fabricación
de unidades móviles que realicen el tratamiento de
residuos en el mismo lugar donde se han generado.
• Las altas temperaturas alcanzadas permiten que los
tiempos medios de residencia puedan ser inferiores a los
sistemas convencionales. Por otra parte los productos
finales obtenidos, como ya se ha indicado, generan un
impacto medioambiental inferior.
• Los productos inorgánicos experimentan una
reducción de volumen además de una inertización
y, por tanto, una mejor posibilidad de reutilización o
deposición en vertedero. La posibilidad de obtener
productos finales inertizados por vitrificación completa
satisfactoriamente el esquema de tratamiento de una
gran variedad de residuos al conseguirse tratar de una
forma satisfactoria la materia orgánica por destrucción,
la fracción metálica en forma de aleación y la materia
inorgánica resultante en forma de material inerte
vitrificado. Esta singularidad hace que la tecnología sea
apta tanto para el tratamiento integral de los residuos
como para el tratamiento final de residuos procedentes
de la aplicación de otras tecnologías térmicas más
convencionales.
• La versatilidad y facilidad de manipulación de
los residuos se ve muy favorecida al no tener que
mezclarlos con un producto combustible y al poder
trabajar con caudales de alimentación variables en
un amplio margen sin alterar las condiciones óptimas
de trabajo. La versatilidad también se consigue por
la posibilidad de uso de diferentes composiciones de
gases plasmógenos lo que permite diseñar y controlar
las reacciones químicas que se van a producir.
La tecnología permite, en definitiva, la destrucción en
condiciones de atmósfera controlada del producto orgánico
que contamina al residuo, la recuperación de los metales
con valor comercial presentes 6,7 y, simultáneamente, la
vitrificación del resto de material inorgánico sin un valor
económico8,9. Este producto vitrificado tiene unas propiedades
frente a la lixiviación superiores a otros tratamientos
81
convencionales (estabilización con ligantes hidráulicos, etc.)
e incluso se puede plantear su reutilización como árido en
construcción y obra civil.
1.3. APLICACIONES MEDIOAMBIENTALES
Las aplicaciones medioambientales que se han estudiado
son numerosas. Aunque las realizaciones industriales son
escasas, cabe resaltar los desarrollos realizados a nivel
piloto o demostración para el tratamiento de determinados
residuos:
• Eliminación de PCB utilizado como dieléctrico en
transformadores eléctricos. En este caso, al tratarse
de un líquido, se inyecta el material dentro del haz de
plasma para alcanzar una zona de elevada temperatura,
difícil de conseguir por otros medios, incrementando
sensiblemente la cinética del proceso de destrucción10.
• Tratamiento de residuos sólidos urbanos con el
objetivo de obtener un gas combustible que pueda ser
utilizado para la obtención de energía y, por otro lado,
un material vítreo inerte11.
• Inertización de las cenizas obtenidas en la de
incineración de residuos sólidos urbanos mediante
vitrificación12.
• Tratamiento de los polvos de acería con el objetivo
de recuperar el cinc y el plomo en forma metálica y
obtener una escoria inerte con el resto de elementos
presentes12.
• Tratamiento de residuos hospitalarios con el objetivo
de eliminar la materia orgánica mediante gasificación y
obtener un material vitrificado inerte, asegurando que
los nuevos productos obtenidos están convenientemente
esterilizados12.
• Tratamiento de residuos nucleares tanto de alta como
de media y baja actividad con el objetivo de obtener
un confinamiento estable de los elementos radiactivos
dentro de la matriz vítrea13.
De los procesos desarrollados a nivel piloto, se ha
llegado a la escala industrial en el caso de la vitrificación
de cenizas de incineración de residuos sólidos urbanos,
con varias plantas funcionando en Japón14. A nivel español
también se ha desarrollado, a nivel piloto o demostración,
tecnología para aplicaciones medioambientales. La
primera consistió en la implantación de una unidad piloto
para el tratamiento de polvos de acería, especialmente de
fabricación de acero inoxidable15. Posteriormente, se inició
el Programa Plasmatek con varios proyectos relacionados
con problemáticas medioambientales, continuando en
la actualidad la investigación sobre la vitrificación de
residuos de baja y media actividad (RBMA) generados en
centrales nucleares16, 17. También es importante subrayar la
participación española en la planta demostración de Ottawa
(Canadá)18 para el tratamiento de residuos sólidos urbanos o
el proyecto de investigación sobre el tratamiento de cenizas
de incineración de residuos sólidos urbanos desarrollado
dentro del Programa CENIT19.
La aplicación comercial de los procesos mencionados se
82
ve frenada normalmente por el elevado coste asociado a la
utilización intensiva de energía eléctrica. Por lo tanto, para
que el tratamiento sea viable, resulta importante aminorar
otros costes de tal forma que el precio final termine siendo
competitivo respecto a los sistemas convencionales. Una
de las posibilidades más atractivas consiste en reciclar o
reducir el precio de tratamiento de los nuevos productos
finales obtenidos. La utilización de la tecnología de plasma
para el tratamiento de residuos termina generando, además
de una corriente gaseosa, un material vitrificado con unas
características sensiblemente mejores que las del residuo
original. Por una parte, se obtiene una importante reducción
de volumen y, por otra, la matriz vítrea tiene unas buenas
propiedades frente a la lixiviación, impidiendo de una
forma muy eficaz la migración de elementos, reduciendo su
peligrosidad. De esta forma, se puede obtener una reducción
del coste convencional de tratamiento a dos niveles:
• Si el destino final siguiera siendo el vertedero, el
volumen sería inferior y cabría la posibilidad de ser
admitido en un tipo de vertedero diferente a un precio
unitario inferior.
• Si el nuevo producto vítreo pudiera ser utilizado en otra
aplicación industrial, no sólo se evitaría el coste del
vertido sino que sería posible, incluso, obtener algún
ingreso por el mismo.
Para potenciar la aplicación de la tecnología a nivel
comercial, además de estudiar la viabilidad del proceso,
resulta importante considerar el destino final de los nuevos
productos o residuos obtenidos. La reciente normativa
referente a la admisión de residuos en vertedero permite
evaluar experimentalmente la posibilidad de que residuos
originalmente considerados peligrosos o con problemas
específicos, puedan ser admitidos, tras el tratamiento,
en vertederos de residuos no peligrosos, requiriendo un
volumen de almacenamiento menor. Este es el objetivo final
presentado en el trabajo actual, concretándose en cuatro
puntos: estudiar la viabilidad de un proceso de tratamiento
mediante tecnología de plasma de un conjunto de residuos,
definir la reducción en volumen que se provoca en cada caso,
conocer la composición química de los nuevos materiales
vítreos y, finalmente, evaluar sus características frente a la
lixiviación siguiendo los ensayos normalizados exigidos para
ser admitidos en vertedero. En un segundo paso se planteará
la continuación del estudio con el objetivo de que el nuevo
producto vítreo pueda ser reutilizado en otras aplicaciones
industriales, especialmente en construcción y obra civil. No
obstante, para este fin, resulta importante que se produzca el
necesario desarrollo normativo que lo regule.
2. METODOLOGÍA
2.1. DESCRIPCIÓN DE LA PLANTA PILOTO
La planta piloto utilizada para la parte experimental,
ubicada en las instalaciones de
Tecnalia R&I de San
Sebastián, puede tratar residuos diferentes, siempre utilizando
un reactor de plasma como elemento central y unos equipos
periféricos que permiten la alimentación de materiales al
reactor, la extracción de material fundido y el tratamiento de
los gases generados. Esta planta piloto se ha desarrollado y se
utiliza exclusivamente para la experimentación relacionada
con el tratamiento de residuos industriales, incluidos los
residuos nucleares de baja y media actividad. Es una planta
modular y versátil que permite alterar su configuración para
adaptarla a las características concretas de cada residuo.
A continuación se presenta un esquema de la planta piloto
utilizada:
A-1
A-2
R-1
P-1
PC-1
Q-1
B-1
T-1
L-1
I-1
F-1
S-1
SR-1
CH-1
Dosificadores de residuos y vitrificantes
Alimentador flexible
Reactor de plasma
Antorcha de plasma
Postcombustor
Enfriador de gases/Quenching Mixto
Bomba de líquido lavador gases
Tanque de líquido
Lavador de gases
Calefactor de gases
Filtro de gases
Soplante
Sistema de recirculación
Chimenea
un sistema de enfriamiento rápido ó quenching que enfría
los gases hasta 160 ºC, un filtro de mangas para retener la
materia particular, un lavador de gases para eliminar los
gases ácidos procedentes de los compuestos halogenados o
derivados del azufre y, por último, un ventilador para aspirar
los gases generados y expulsarlos a través de una chimenea.
A continuación se describen las unidades básicas. En
función del residuo que se pretenda tratar se ha de elegir
el diagrama de proceso apropiado sobre la base de las
unidades básicas descritas. El horno de plasma y su antorcha
correspondiente forman la parte central de todos los posibles
diagramas, por el contrario, las otras unidades pueden ser
necesarias o no y el orden en que se coloquen depende del
residuo concreto.
•
El horno de plasma tiene una potencia máxima de
120 kW. El arco de tipo transferido se establece
entre el cátodo y el crisol o entre dos electrodos. La
antorcha de plasma está preparada para introducir
por su interior el gas plasmógeno (argón),
realizándose el movimiento vertical del cátodo
por medio de un actuador eléctrico. El alimentador
eléctrico suministra a la antorcha corriente continua
pudiéndose variar la potencia tanto modificando
la intensidad como variando la distancia entre
electrodos, lo que hace variar el voltaje. La parte
superior y lateral del horno están encamisadas y
conectadas a un sistema de refrigeración. En la parte
superior del horno se encuentran los orificios para
la introducción de la antorcha (central), entrada de
alimentación y salida de gases (laterales) y un visor
para seguir la marcha del proceso. En su interior, el
horno tiene un diámetro de 45 cm y una altura total de
50 cm. Su capacidad de procesamiento es de unos 10
kg/hr cuando el material introducido es totalmente
inorgánico y de unos 5 kg/hr cuando se alimenta
material orgánico, por la limitación que impone
posteriormente el tamaño del postcombustor.
Fig. 2: Esquema de la planta piloto
El equipo consta fundamentalmente de un horno de
plasma dotado de una antorcha de plasma refrigerada por
agua o un electrodo de grafito con sus elementos periféricos
correspondientes (fuente de potencia y elementos de control,
sistema de refrigeración y alimentación de gas plasmógeno),
un sistema de alimentación de residuos al horno (alimentador
volumétrico/gravimétrico para residuos sólidos y inyector
para líquidos) y un sistema de tratamiento de gases, que
incluye un postcombustor, que está diseñado para mantener
los gases a 1.200 ºC durante un tiempo superior a 2 segundos,
Fig. 3: Haz de plasma en el interior del horno
•
Postcombustión de los gases pirolíticos. La salida
del reactor plasma se conecta directamente a la
83
•
•
•
•
84
entrada del postcombustor. En el interior de éste
se mantiene una temperatura mínima de 1.200 ºC
con un tiempo de estancia superior a 2 segundos.
Asimismo, la concentración de oxígeno a la
salida del postcombustor es del 6%. Si el poder
calorífico de los gases pirolíticos no es suficiente, la
temperatura se mantiene mediante un quemador de
gas natural. El volumen de la cámara interna donde
se produce la combustión es de 80 l.
Enfriamiento de los gases. La reducción súbita de
temperatura de los gases de salida del postcombustor
se logra mediante la inyección de agua nebulizada en
la cámara de quenching, logrando una temperatura
de salida de los gases de 160 ºC. De esta forma
se evitan posibles recombinaciones de productos
orgánicos a la salida y el consiguiente riesgo de
formación de productos no deseados. La cámara
interna tiene un diámetro de 60 cm y una altura total
de 2,5 m.
Filtro de mangas. Los gases enfriados se pasan
por el filtro de mangas para eliminar las partículas
en suspensión generadas en el horno tanto por
vaporización como por arrastre mecánico. El filtro
cuenta con un conjunto de 16 elemento filtrantes
de poliéster teflonado en disposición matricial de
4x4, pudiendo alcanzar una temperatura máxima
de trabajo de 250 ºC. Dispone de un sistema de
descolmatación mediante inyección de aire a
contracorriente y, en la parte inferior, de un sistema
de doble válvula que permite la extracción en
continuo de ceniza.
Lavado de los gases. Esta etapa tiene por objeto
la absorción de los gases ácidos generados en el
reactor y tiene lugar en una columna de relleno
de 60 cm de diámetro y 2 m de altura útil. El gas
se trata mediante una disolución a pH controlado
a contracorriente que se recircula mediante una
bomba. El control del líquido lavador se realiza
mediante adición de hidróxido sódico para mantener
un pH neutro en la disolución. Posteriormente,
los gases son expulsados al exterior mediante un
ventilador.
Control de emisiones a la atmósfera. El conducto
de evacuación dispone de un tramo recto sin
perturbación del flujo, con las distancias mínimas
para el muestreo de las emisiones de partículas
sólidas y gases a la atmósfera. Como equipamiento
para el muestreo se dispone de una sonda isocinética
NAPP (modelo 31) que permite la captación de
partículas y gases para su posterior análisis por
gravimetría (filtros) y por vía húmeda (soluciones
absorbentes). Igualmente, para la determinación de
los gases de combustión existe un acondicionador
de muestra MADUR (modelo GD10) y un
analizador MADUR (modelo GA40 Plus) para la
determinación de O2, CO, CO2, NO, NO2 y SO2.
El COT se mide mediante un analizador FID de la
marca BERNATH ATOMIC (modelo 3006).
Fig. 4: Planta piloto de tratamiento de residuos mediante plasma
2.2. RESIDUOS ESTUDIADOS
Para demostrar la validez de la tecnología y la calidad
final de los productos finales obtenidos, en concreto para
ser admitidos en un vertedero de residuos no peligrosos, se
han seleccionado diferentes tipos de residuos conteniendo,
en diferentes concentraciones, una fracción orgánica y/o una
fracción metálica y/o una fracción vitrificable. En trabajos
anteriores se había estudiado la validez de la tecnología
para el tratamiento de residuos con alto contenido en
metales y con una clara finalidad de reciclar los metales de
valor, concretamente se experimentó con los catalizadores
agotados de la hidrodesulfuración del petróleo20. Los
residuos finalmente estudiados se seleccionaron de acuerdo
a los siguientes criterios: que no tuvieran elementos de valor
comercial, que su destino fuera el vertedero y que presentaran
problemas para su deposición. Estos residuos han sido los
siguientes:
•
Cenizas volantes.
Se han considerado dos tipos de cenizas volantes: las
procedentes de centrales térmicas y las generadas en la
combustión de los lodos de depuración de aguas. Las cenizas
volantes generadas en las centrales térmicas que utilizan
carbón como fuente de energía representan un problema
no resuelto. Se estima que de las cenizas generadas apenas
se utiliza un 10% en diversas aplicaciones. Esta utilización
se realiza básicamente en la industria del cemento como
material puzolánico de baja granulometría. Por otra parte,
su deposición en vertedero presenta problemas de manejo
derivados de su tamaño y su baja densidad aparente. Algo
similar, aunque se producen en mucha menor cuantía,
ocurre con las cenizas recogidas en las incineradoras de los
lodos de depuración de las aguas sanitarias residuales. La
tecnología de plasma ofrece como alternativa la generación
de escorias vitrificadas de características más manejables y
químicamente más estables.
•
Lodos de pintura.
La industria de transformados metálicos y, muy
especialmente, el sector de la automoción e industria
auxiliar, generan unos lodos como residuo derivado de los
procesos de pintado. Estos residuos se caracterizan por
contener componentes orgánicos (restos de disolventes y
resinas) que otorgan carácter peligroso al residuo, junto con
elementos inorgánicos. La tecnología de plasma puede ser
una alternativa que permita la destrucción efectiva desde
un punto de vista medioambiental de los primeros, con la
posibilidad de aprovechamiento energético, y, por otra parte,
consiga inmovilizar los elementos inorgánicos mediante su
inclusión en una escoria vitrificada.
•
Amianto
Los residuos de amianto provenientes del desguace
de ferrocarriles o de instalaciones antiguas que utilizaron
este material en el pasado por sus propiedades aislantes,
suponen un problema importante por el riesgo para la
salud de dicho producto. El plasma ofrece nuevamente la
posibilidad de destruir la fracción orgánica que acompaña
al amianto residual, plásticos y otros materiales adheridos,
y vitrificar la fracción inorgánica. Al vitrificar el amianto, se
eliminaría el riesgo asociado a la inhalación de las fibras que
desaparecerían completamente generando un material vítreo
compacto.
2.3. PARTE EXPERIMENTAL
La parte experimental ha abordado la caracterización de
los residuos, la realización de unos ensayos preliminares a
escala de laboratorio y, por último, la validación en la planta
piloto de plasma junto con la caracterización de los productos
resultantes del tratamiento.
Caracterización de los residuos
Tras el muestreo, se han llevado a cabo las tareas de
caracterización química de los residuos mediante digestión
en medio ácido y análisis elemental ICP/AES. En el caso
de las cenizas, adicionalmente se ha procedido a determinar
el comportamiento a la lixiviación empleando el ensayo EN
12457 parte 4 (L/S=10) especificado en la Decisión 2003/33/
CE, por la que se establecen los criterios y procedimientos de
admisión de residuos en vertedero.
Ensayos previos de laboratorio
Se han realizado diversos ensayos a escala de laboratorio
para fijar los rangos de estudio en la planta piloto en
parámetros como la temperatura de trabajo o la necesidad
de adición de reactivos vitrificantes. De esta forma, se han
optimizado las variables que afectan al proceso para llevar a
cabo las pruebas en la planta piloto de plasma con mayores
garantías. Se han realizado los ensayos utilizando un horno
Thermolyne modelo 46200 provisto de calentamiento
eléctrico mediante elementos calefactores Super Khantal 33
de siliciuro de molibdeno que permite trabajar en atmósfera
de argón, simulando las condiciones de operación en el horno
de plasma, a temperaturas de hasta 1700 °C.
Con las cenizas volantes se ha trabajado a diferentes
temperaturas (1.400, 1.500 y 1.600 °C), con y sin baño
metálico en el fondo del crisol (para la recolección de la
fracción metálica del residuo) y durante 30 o 60 minutos.
Dada la importante proporción de sílice, alúmina y cal de
las cenizas se ha estudiado el carácter autovitrificante de
las mismas y la posibilidad de utilizarla como reactivo
para la vitrificación de otros residuos. En cuanto a los
lodos de pintura, se ha seguido una metódica similar a la
empleada para las cenizas, incluyendo la determinación de
la reducción de peso y volumen de las muestras originales
debido a la destrucción de la carga orgánica que contienen.
Finalmente, los ensayos realizados con muestras de amianto
en el horno de laboratorio han permitido también determinar
las temperaturas necesarias para provocar la fusión del
material.
Ensayos en planta piloto de plasma
En primer lugar se ha llevado a cabo la puesta en marcha
del horno de plasma en las configuraciones necesarias para
tratar los diferentes residuos a estudiar. A continuación, se
han realizado ensayos con cenizas de central térmica y de
incineración de lodos de depuradora alcanzándose en el
baño fundido una temperatura de 1450 °C, medida mediante
sonda pirométrica en el interior del material fundido. La
adición de los residuos se realizó alimentando a un caudal
de 2,5 kg/hr durante dos horas. Para retener los elementos
presentes en el residuo y que pudieran reducirse a su forma
metálica durante el proceso se colocó en frío al principio
del ensayo, en el fondo del crisol, 12 kg de cobre. Una vez
fundido, el cobre integra en forma de aleación los metales
que tras reducción llegan a la parte inferior del horno. La
parte de escoria vítrea obtenida, además de analizarse su
composición, se ha sometido al ensayo de lixiviación para
determinar la migración de diversos elementos al medio
lixiviante. Las metodologías de caracterización química y de
lixiviación son las indicadas anteriormente.
Los lodos de depuradora se secaron previamente debido
a su elevada humedad (50-60% en peso). A continuación, se
introdujeron dentro de un crisol junto con una barra metálica
para poder transferir el arco de plasma. Se realizaron pruebas
sin adición y con adición de fundentes para reducir la
viscosidad de la escoria resultante. Finalmente, el amianto se
trató de una forma similar a la descrita anteriormente a una
temperatura de 1400 ºC, determinándose la reducción en peso
debida a la destrucción del material orgánico, la cantidad de
material vítreo obtenido y la de metal fundido procedente de
restos metálicos que acompañan al residuo original.
Una vez finalizadas las pruebas en discontinuo y tras la
adecuación de la planta piloto de plasma para trabajar en
continuo, se han realizado diferentes pruebas de alimentación
de residuo a un caudal de 10 kg/hr y de vaciado de material
fundido de dos formas diferentes: vertido de la escoria sobre
un recipiente de material refractario para su enfriamiento y
vertido directamente sobre un fluido refrigerante.
85
Fig.5: Vaciado de material fundido y producto final vitrificado
Fig. 6: Ceniza de Central Térmica antes de tratamiento y material vítreo obtenido tras su tratamiento
3. RESULTADOS
A continuación se presentan los principales resultados
obtenidos tras el tratamiento en la planta piloto de plasma de
tres tipologías de residuos estudiadas.
en el lixiviado, lo que permite validar, para ambos residuos,
el proceso de vitrificación como sistema para disminuir la
migración de elementos por debajo de los valores exigidos
por la legislación para su gestión en vertedero de residuos no
peligrosos.
En las experiencias realizadas con cenizas volantes de
central térmica se ha efectuado el vaciado del material fundido
Cenizas volantes
La composición química de las cenizas estudiadas se
presenta en la Tabla 1.
Ceniza de central térmica
SiO2
%
46
Al2O3
%
27
Fe2O3
%
8
CaO
%
6
P2O5
%
0,8
Ceniza de incineración de lodos de EDAR
28
6
23
16
9
Tabla 1: Composición química de las cenizas estudiadas
Se ha comprobado que los dos tipos de cenizas volantes
estudiadas tienen propiedades autovitrificantes. Es decir,
vitrifican sin necesidad de adición de fundentes. Basta con
fundir el material por la acción de la antorcha de plasma y
enfriar.
En la Tabla 2 se presenta la composición química de los
elementos mayoritarios correspondientes a los materiales
vitrificados obtenidos a partir de las dos cenizas estudiadas.
Es importante señalar que, además de obtener un material
de características vítreas, se produjo una importante reducción
en volumen: un 76 % en el caso de las cenizas de central
térmica y un 82% en las cenizas de incineración de lodo de
depuradora. En la Tabla 3 se muestran, para los elementos más
significativos, los resultados de los ensayos de lixiviación
antes (inicial) y después (vitrificado) del tratamiento, frente
a los valores límite para aceptación en vertedero. Para todos
los parámetros se evidencia un claro descenso de los valores
de dos formas diferentes. La primera sobre un molde donde se
dejaba enfriar obteniendo un vidrio en bloque y, la segunda,
sobre un fluido que la enfriaba rápidamente obteniéndose
una granalla. Este segundo proceso de enfriamiento da lugar
a un material granular que puede ser reutilizado en diferentes
aplicaciones con mayor facilidad que el monolítico.
Lodos de pintura
Los lodos de pintura estudiados se caracterizan por tener
una importante pérdida en peso cuando se someten a un
tratamiento térmico, debido a la presencia de compuestos
orgánicos. En ensayo de calcinación en horno mufla de
laboratorio a 550 ºC esta pérdida es de un 40-50 %. Entre
los compuestos orgánicos, cabe destacar la presencia de
disolventes de tipo aromático, tales como tolueno y xileno.
Estos compuestos son los que fundamentalmente otorgan a
los lodos de pintura la clasificación de peligrosos, teniendo
Ceniza de central térmica
SiO2
%
54
Al2O3
%
32
Fe2O3
%
1,5
CaO
%
8
P2O5
%
-
Ceniza de incineración de lodos de EDAR
41
9
18
25
5
Tabla 2: Composición química del material vitrificado obtenido a partir de las cenizas estudiadas
86
Elemento
mg/kg
As
Cr
Mo
Ni
Pb
Límite admisión vertedero
No
peligrosos
Peligrosos
2
25
10
70
10
30
10
40
10
10
Cenizas
Central térmica
Inicial
8,6
3,9
3,4
3,1
<2
Vitrificado
<1
<0,2
<0,2
<0,2
<2
Incineración lodos EDAR
Inicial
Vitrificado
<1
<1
8,1
<0,2
1,0
<0,2
0,9
<0,2
3,0
<2
Tabla 3: Resultados de los ensayos de lixiviación realizados a las cenizas estudiadas y a los materiales vitrificados obtenidos. Comparación con los valores límite permitidos para la gestión en
vertedero.
asignado en la legislación el código CER080113. Además,
el residuo tiene cantidades importantes de cinc (6% ZnO),
fósforo (hasta un 24% de P2O5 en el caso de lodos procedentes
de cataforésis) y titanio (hasta un 25% de TiO2).
La composición química del material vítreo obtenido se
En este caso la reducción en volumen obtenida es
sensiblemente superior respecto al presentado anteriormente
para las cenizas debido a la destrucción de la fracción orgánica,
llegando a una reducción del 95%. Se ha comprobado la
ausencia de disolventes en el material vítreo. Igualmente, en
los ensayos de lixiviación sobre la escoria vitrificada, todos
los elementos analizados se sitúan por debajo de los límites
de aceptación para vertedero de residuos no peligrosos.
Fig. 7: Material vitrificado granular
SiO2
%
Al2O3
%
Fe2O3
%
CaO
%
P2O5
%
TiO2
%
MgO
%
31
12
6
26
2
17
3
Material vitrificado (lodo de pintura)
Tabla 4: Composición química del material vitrificado obtenido a partir del lodo de pintura estudiado
Materia Orgánica
%
Carbonatos
%
SiO2
%
Al2O3
%
Fe2O3
%
CaO
%
MgO
%
7
11
30
0,8
20
22
3
Amianto (crocidolita)
Tabla 5: Composición química del residuo de amianto estudiado
Fig. 8: Lodo de pintura antes de tratamiento y escoria vítrea obtenida tras su tratamiento
Amianto
El residuo de amianto estudiado tiene una problemática
muy diferente al resto de residuos. Su composición química,
presentada en la Tabla 5, no incluye metales pesados ni
productos orgánicos problemáticos, sino que su toxicidad se
debe a su estructura fibrosa y al riesgo de provocar cáncer
cuando se inhala.
Por lo tanto, su vitrificación significa una solución
completa a su problemática. La muestra de amianto, en
87
concreto crocidolita utilizada en vagones de ferrocarril, se
ha sometido a una temperatura de 1.400ºC consiguiéndose
la fusión del material. Además, se ha obtenido una placa
metálica en el fondo del crisol procedente de restos de metal
(4% sobre la muestra original) empleados en los marcos y
bastidores que sustentan el material en su aplicación aislante.
Se ha observado una pérdida en peso del 36% debido en gran
parte a los plásticos y materiales orgánicos que acompañan al
amianto y al carbonato presente en el material original. Todo
ello implica una reducción en volumen considerable, entorno
al 95%. La composición química del material obtenido se
Además, en los ensayos de lixiviación practicados sobre
el material vítreo, todos los elementos analizados se sitúan
por debajo de los límites de aceptación para vertedero de
residuos no peligrosos.
Amianto
(crocidolita)
SiO2
%
Al2O3
%
Fe2O3
%
CaO
%
MgO
%
45
2
11
33
5
Tabla 6: Composición química del material vitrificado obtenido a partir del residuo de amianto
estudiado
4. CONCLUSIONES
El tratamiento a nivel de planta piloto de diferentes
tipologías de residuos industriales mediante la tecnología
de plasma ha permitido validar la viabilidad del proceso.
Se han tratado residuos con una variada composición
demostrándose la viabilidad de realizar simultáneamente
tres procesos diferentes: destrucción de la fracción orgánica,
recuperación de la fracción metálica y vitrificación del
resto de fracción inorgánica. Además, se ha realizado tanto
la caracterización química de los nuevos productos vítreos
obtenidos como el ensayo de lixiviación para determinar
la posibilidad de gestionar los residuos en un vertedero de
no peligrosos. En todos los casos se ha demostrado que los
nuevos residuos vitrificados son aptos para su admisión es
este tipo de vertederos.
En el caso de las cenizas volantes, tanto de central térmica
como de incineración de lodos de depuradora, y del amianto
residual se ha obtenido un material vítreo sin necesidad de
adición de reactivos vitrificantes. Se han producido dos tipos
de vidrio: el primero, en bloque, apto para su deposición o
almacenamiento, con una reducción en volumen del entorno
del 80% para las cenizas y del 95% para el amianto, el
segundo, en forma de granalla, adecuado por su formato para
su reutilización en aplicaciones constructivas. El tratamiento
de lodos de pintura ha permitido validar el proceso simultáneo
de destrucción de la fracción orgánica y de vitrificación de la
inorgánica con una reducción en volumen del 95%.
88
5. BIBLIOGRAFÍA
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mediante tecnología de plasma: Aplicación a los catalizadores
agotados de hidrodesulfuración”. Ingeniería Química. 1997. Vol.
331, p. 109-115
Sistema On-Line para la medición de temperatura en el tendido topográfico de vanos de alta tensión
Francisco Manzano-Agugliaro, Alfredo Alcayde-García, Francisco Gil-Montoya, Miguel Ángel Montero-Rodríguez
INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA ELÉCTRICAS
3306.09 TRANSMISIÓN Y DISTRIBUCIÓN
Sistema On-Line para la medición
de temperatura en el tendido topográfico
de vanos de alta tensión
Francisco Manzano-Agugliaro*
Alfredo Alcayde-García*
Francisco Gil-Montoya*
Miguel Ángel Montero-Rodríguez**
Dr. Ingeniero Agrónomo
Ingeniero Informático
Ingeniero Agrónomo
* UNIVERSIDAD DE ALMERÍA. Escuela Politécnica Superior. Dpto. de Ingeniería Rural. La Cañada
de San Urbano - 04120 Almería. Tfno: +34 950 014091. [email protected]; [email protected];
[email protected]
** BMG Topografía, Calle Catedrático Ignacio Cubillas, 13 – 04006 Almería. Tfno: +34 662 482537.
[email protected]
On Line temperature measurement system in the laying of high-voltage power-line conductors by topographic surveying
ABSTRACT
• In the laying of high voltage power lines,
special cases exist where there is a large
gap between the supports, which must be
controlled by surveying methods during the
installation process. The control involves
the calculation of the angle corresponding
to the arrow on the conductor at a given
temperature. As there may be significant
variations in temperature between the
ground and the conductor (in its final
location), it is necessary controlling this
variation. It has been developed a system
for measuring the temperature of the
conductor ends at the time of installation.
This information is transmitted to a computer
through an application developed in Matlab.
This one automatically calculates the
average temperature of the conductor, and,
at the same time, it calculates the angle that
should be the lowest point of the conductor
in time to be fixed. On the other hand, the
developed application also allows verifying
by surveying methods whether the sag of
a fixed conductor complies with current
regulations: it is possible doing it in situ,
without having to be under the power line.
• Key Words: sag, power lines, temperature,
topographic surveying.
Buena Práctica
RESUMEN
En el tendido de líneas eléctricas
de alta tensión se da el caso de vanos
especiales donde existe gran desnivel
entre los apoyos, los cuales deben
ser regulados mediante métodos
topográficos. La regulación implica
el cálculo del ángulo que corresponde
a la flecha del conductor a una
determinada temperatura. Dado que
pueden existir variaciones apreciables
de temperatura entre el suelo y el
cable (en su ubicación final), se ha
desarrollado un sistema de medición
de la temperatura para los extremos de
dicho cable en el momento del montaje.
Esta información es transmitida a
un ordenador que, mediante una
aplicación desarrollada en Matlab
para tal fin, calcula automáticamente
la temperatura media del conductor,
y con ésta, el ángulo que debe tener
el punto más bajo del conductor en el
momento de ser fijado, para cumplir
con la reglamentación vigente. Por
otro lado, la aplicación desarrollada
también permite comprobar, in
situ, por métodos topográficos si
la flecha de un vano cumple con la
reglamentación vigente, sin tener que
estar bajo el conductor.
Dyna Febrero 2011 • Vol. 86 nº1 • 89/94
Palabras clave: flecha, líneas
aéreas,
temperatura,
topografía,
tiempo real.
1. INTRODUCCIÓN
El tendido de líneas de alta tensión
es especialmente importante para
un desarrollo seguro y fiable de la
red eléctrica, por lo que es necesario
realizar una previsión y planificación
adecuada de su topología y estructura.
Asimismo, su instalación presenta
inconvenientes y complejidades
que deben ser acometidos con el
fin de cumplir con las restricciones
reglamentarias en materia de seguridad
e idoneidad técnica.
Como es sabido, la mayor parte de
la red de alta tensión es de tipo aérea.
En ella, los conductores de la línea se
fijan mediante herrajes adecuados a
los aisladores, y estos a su vez a las
estructuras de apoyo, denominados
simplemente “apoyos”. La distancia
entre dos apoyos consecutivos se
denomina “vano” de la línea. En
España, cada uno de ellos debe cumplir
con el reglamento de líneas eléctricas
89
de alta tensión, LAT (RD 223/2008). En su instrucción
técnica ITC-LAT 07, apartado 5, se establecen una serie de
distancias de seguridad que deben ser respetadas para que la
línea no pueda poner en peligro a las personas u objetos por
motivo de una descarga eléctrica. Estas distancias varían en
función de diversos criterios relacionados con el medio por
el que discurren (por ejemplo, cruzamientos con caminos,
cursos de agua, otras líneas eléctricas, etc.).
A modo de ejemplo, el LAT en su apartado 5.5 (ITCLAT 07) establece que “La altura de los apoyos será la
necesaria para que los conductores, con su flecha máxima
vertical, según las hipótesis de temperatura y de hielo del
apartado 3.2.3, queden situados por encima de cualquier
punto del terreno, senda, vereda o superficies de agua no
navegables, a una altura mínima de 5, 3 + Del , (en metros)
con un mínimo de 6 m”.
Siendo Del la distancia de aislamiento en el aire mínima
especificada, para prevenir una descarga disruptiva entre
conductores de fase y objetos a potencial de tierra en
sobretensiones de frente lento o rápido. Es un valor tabulado
que depende de la tensión más elevada de la red.
El valor 5,3 es específico para esta situación y puede
variar para otras circunstancias, siendo conocido como
Dadd, distancia de aislamiento adicional, es decir, distancia
mínima de seguridad al suelo, a líneas eléctricas, a zonas de
arbolado, etc. Este valor asegura que las personas u objetos
no se acerquen a una distancia menor que Del de la línea
eléctrica.
Para realizar un proyecto que cumpla estas condiciones,
es necesario un levantamiento previo del perfil del terreno por
métodos topográficos, teniendo en cuenta, a parte del terreno,
el arbolado, las construcciones y cualquier otro elemento
que pudiese afectar a la distancia de seguridad (véase Figura
1). En dicha figura, el perfil del terreno está representado
en trazo verde y sobre éste aparece la representación (en
otro color) de una construcción. Igualmente, en la Figura 2
en uno de los perfiles se representa un árbol por si pudiese
comprometer la distancia de seguridad.
Representado el perfil topográfico del terreno y sus
elementos, se diseñan los puntos donde van ubicados los
apoyos y las alturas de estos en función del conductor
a emplear. Así, una vez determinadas las coordenadas
planimétricas de los apoyos, replanteados y materializados
en campo, viene la fase de instalación de los cables sobre
estos. En esta fase de montaje, en función de la posición
relativa entre los apoyos y el conductor (cable) elegido, se
debe aplicar una tensión que debe tener en cuenta los valores
de temperatura reales del cable durante el tense, que es la
temperatura ambiente en ese instante en la posición final del
tendido; pues estos factores afectarán a la tensión final del
mismo. De este modo, cuando el cable entre en servicio y esté
sometido a las condiciones ambientales más desfavorables,
quedará asegurado el cumplimiento del reglamento LAT.
Unos elementos importantes en el montaje de las líneas
son las denominadas “tablas de tense”.
90
En el montaje se pueden presentar dos casos en función
del perfil del terreno:
a) Que exista visibilidad entre los apoyos, Figura 1. En
este supuesto, y debido a que los montadores saben
por el proyecto el punto más bajo de la catenaria,
fijan esta altura en los apoyos mediante una
“tablilla” de color llamativo (p. ej., rojo) creando
unas líneas horizontales rojas, para para poder verlo
desde el otro apoyo. De este modo tensan el cable
hasta que alinean el punto más bajo del cable con
las líneas rojas.
Fig. 1: Ejemplo de tense de un vano con visibilidad entre los apoyos
b)
Que no haya visibilidad entre los apoyos, debido
a que exista un gran desnivel en el terreno. Este
caso es conocido como “vanos singulares o
especiales” (Bautista, 1998), Figura 2. En esta
situación no se puede regular el vano como se ha
expuesto anteriormente, sino que se debe recurrir
a la regulación por métodos topográficos clásicos.
Para una correcta regulación hay que determinar
el ángulo que se forma entre la base de uno de
los apoyos y el punto teórico más bajo del vano
respecto de la vertical (ángulo cenital) o de la
horizontal (ángulo de elevación), y fijarlo en el
instrumento topográfico de forma que se puede
regular correctamente una vez el cable alcance
dicha posición. El problema que se plantea con este
procedimiento es que el tense del cable es función
de la temperatura del mismo, lo cual plantea
ciertas dificultades técnicas. Las variaciones de
temperatura a lo largo de la regulación de un vano
de 5 cables, que puede emplear 6 o 7 horas, pueden
ser de más de 30 grados, sobre todo en verano. Esto
obliga a estar realizando cálculos en función de la
temperatura instantánea, que habitualmente es la
del aire a la altura del suelo, lo cual no es lo más
idóneo ya que el cable puede estar a una temperatura
diferente debido a que se encuentra a una altura de
varios metros sobre el suelo.
Buena Práctica
Fig. 2: Ejemplo de vano real que necesitó regulación por métodos topográficos
A modo de ejemplo, se muestra en la Tabla 1 las fechas de
ejemplos reales, para temperaturas de 10 y 45º C, las cuales
son muy frecuentes desde que se inicia el tense del primer
conductor de un vano hasta que se finaliza con el último.
Obsérvese que puede haber una variación de hasta 2,29 m en
vertical, en función de la temperatura.
las mismas, teniendo así una estimación del estado mecánico
de la línea, (Keshavarzian y Priebe, 2000). Esto ha dado lugar
al desarrollo de sensores para deducir la flecha a base de
medir el ángulo de inclinación del conductor en el apoyo de
la línea (Ramachandran et al 2008) o sensores basados en el
comportamiento de la señal eléctrica empleando el estándar
PLC, Power-Line Carrier (de Villiers W et al. 2008), y
deducir así la flecha de la línea, pudiendo generar señales de
alerta al operador de la red para prevenir un fallo en cascada
de todo el sistema.
Existen aplicaciones diseñadas para analizar proyectos
de líneas eléctricas a construir (o ya instaladas) de las que se
pretende verificar si cumplen con los requisitos de distancia
de seguridad al terreno, superficie de agua u otros objetos
bajo ella, como el de Palacin-Farre y Molins-Vara (2007),
cuando se introduce un perfil del terreno en el software, o
el de Peña et al. (1998), para la comprobación en campo de
este requisito, pero en ambos casos no se tiene en cuenta
la temperatura, factor que puede cambiar el resultado de la
comprobación.
Sun et al. (2006), para realizar la comprobación de
distancia de seguridad de la catenaria al terreno y a la
vegetación, proponen el uso de visión 3D generando incluso
un modelo de elevaciones del terreno, a través de cámaras
instaladas en una avioneta, pero este método tampoco tiene
en cuenta la temperatura del conductor. Otros trabajos
plantean la comprobación en campo, de modo teórico,
mediante el empleo de GPS en modo relativo (DGPS), para
estudiar la flecha de la línea, aunque con resultados dudosos
Desnivel (m)
Temperatura (º C)
LA 180
Longitud del
vano (m)
282,8
207,5
66
LA 280
422,22
371,27
Naranjos-Carboneras(33-34)
132
D 450
487,47
364,52
Naranjos-Carboneras (40-41)
132
D 450
528,06
289,57
10
45
10
45
10
45
10
45
LÍNEA A.T. (apoyos)
KV
Conductor
Berja-Desalarora de Berja (17-18)
66
Naranjos-Enix (41-42)
Flecha
(m)
26,93
28,25
19,44
20,59
21,32
23,15
24,74
27,03
Tabla 1: Ejemplos de flechas en función de las temperaturas de líneas reales que necesitaron regulación por Topografía
La relación entre la temperatura de un conductor apoyado
en sus extremos y su tensión para estudiar su flecha, ha sido
analizada mediante balance termodinámico entre el calor
recibido desde el ambiente (radiación solar y absortividad del
conductor) y la ley de Joule (RI2), frente a las perdidas por
radiación y convección. Se ha supuesto que la convección
depende de la velocidad y dirección del viento, mientras que
la radiación lo hace de la temperatura del conductor frente a
la temperatura ambiental y de la emisividad del conductor
(su color infrarrojo) (Seppa, 1994).
Según estos principios, ciertos trabajos utilizan la tensión
de las líneas aéreas para calcular la temperatura y la flecha de
Buena Práctica
(Mahajan y Singareddy, 2008), y también sin tener en cuenta
la temperatura del conductor.
En este trabajo se ha planteado el desarrollo de una
aplicación para la toma de temperatura del cable en
tiempo real (en los extremos del mismo), y que realiza el
cálculo instantáneo para la regulación topográfica de vanos
especiales, esto es, de aplicación in situ a la hora del montaje
del conductor. Además, para comprobar los vanos ya
tensados, se ha preparado en la misma aplicación un módulo
de cálculo instantáneo, para la comprobación del tense por
métodos topográficos basado en estacionar el instrumento
topográfico en un punto cualquiera del exterior de la línea.
91
2. DISEÑO DEL SISTEMA
En el diseño de la aplicación se ha tenido en cuenta la
funcionalidad del software, dividiendo la misma en dos
partes bien diferenciadas: por un lado la parte de la aplicación
encargada de realizar el cálculo de catenarias en función de
la temperatura del cable, y por otro la parte encargada de
realizar la comprobación de la correcta instalación de las
catenarias existentes.
Toda la aplicación se ha desarrollado en C# y está
preparada para ser instalada en cualquier PC con sistema
operativo Windows XP (o superior) o pocketPC - PDA con
sistema operativo Windows Mobile 6.1.
2.1. REGULACIÓN DE LOS VANOS EN
FUNCIÓN DE LA TEMPERATURA INSTANTÁNEA
DEL CABLE
Dada la tabla de tense de un vano por el proyecto de
instalación de la línea, véase ejemplo en la Tabla 2, ésta tiene
asociada una flecha (F) para una determinada temperatura
del cable. Además son conocidos los siguientes datos
topográficos gracias al proyecto de ejecución: desnivel entre
los puntos de sujeción del cable (D), distancia taquímetrocable apoyo 1 (H1), distancia taquímetro-cable apoyo 2
(H2), estas últimas son el resultado de restar a la altura del
apoyo al suelo, la altura de estacionamiento del instrumento
topográfico que se establece en campo. Con estos datos, las
incógnitas a determinar son: el ángulo de elevación para la
regulación desde apoyo 1 (α1), y/o el ángulo de regulación
desde apoyo 2 (α2), véase Figura 3. De este modo el cable
se va tensando hasta que el técnico, situado bajo el apoyo
con el instrumento topográfico, indica que se ha alcanzado
el ángulo exacto.
El modo tradicional de realizar esta operación consiste en
la colocación de un termómetro en la base del apoyo, donde
se encuentra el operario con el instrumento topográfico, el
cual debe realizar los cálculos manualmente en función de
los cambios de temperatura que marca dicho termómetro.
La principal limitación de este procedimiento es que la
temperatura del conductor, en su posición de tendido, es
diferente a la que existe en la base de un apoyo; ya que el
desnivel entre los dos apoyos puede ser de hasta centenares
de metros, véase desniveles entre apoyos de la Tabla 1.
T (ºC)
Ten (Kg)
f (m)
-5
1838
20,51
0
1814
20,78
5
1790
21,05
10
1768
21,32
15
1746
21.59
20
1725
21,86
25
1704
22,12
30
1685
22,38
35
1666
22,64
40
1647
22,89
45
1629
23,15
50
1612
23,40
Tabla 2: Ejemplo de tabla de tense para conductor D 450, tramo 33-34 de la línea 132 KV
“Naranjos-Carboneras”
92
Fig 3: Captura de pantalla de la pestaña de ajuste de catenarias
En la Figura 3, se puede apreciar una captura de pantalla
de la pestaña de ajuste de catenarias, donde se pueden
apreciar cuatro zonas:
•
Vano de regulación. Lugar donde se introducirán
los valores característicos del vano.
•
Tabla de tense. En estos campos el instalador
introducirá los valores de tense y flecha según el
proyecto de instalación.
•
Temperatura del cable. Parte de la aplicación que
muestra en tiempo real la temperatura del cable en
ambos extremos, así como la temperatura media.
•
Registro de Catenarias ajustadas. Registro de
trabajos realizados.
•
Visualización de parámetros de salida. Muestra
los valores de ajuste del aparato y los valores de
regulación del vano (tense y flecha).
Para el hardware de medida de la temperatura se ha hecho
uso de la plataforma de hardware libre Arduino, con el módulo
de comunicación Xbee que ha sido equipado con el chip
Fig. 5: A la izquierda, la placa Arduino y a la derecha placa Arduino más sensor de
temperatura
Buena Práctica
Xbee Pro del fabricante MaxStream, que permite conectar
varios dispositivos de forma inalámbrica hasta una distancia
de 1200 metros en exteriores, en una banda de frecuencia
libre (2,4GHz) y a una velocidad de transferencia de 250.000
bps, Figura 4. Para realizar la medida de la temperatura se
han implementado 2 placas Arduino-Xbee con los sensores
de temperatura que se colocarán en los extremos del cable y
una tercera que hará de Gateway Xbee conectándose al PC
y reenviando datos que recibe de las placas de temperatura.
El coste total del sistema de medida de la temperatura es
inferior a 250 euros. Ver Figura 5 para apreciar el esquema
de conexión.
La aplicación informática se comunica a través del
Gateway Xbee, conectado a través del puerto USB del PC,
con los sensores de temperatura Xbee colocados en los
extremos del cable. Por tanto la aplicación recibe en tiempo
real los valores de temperatura del cable, tomada en ambos
apoyos.
Los valores de temperatura son muestreados a una
frecuencia de un 1Hz, realizando sobre ellos un filtro de
media de los últimos 100 valores para obtener la medida de
temperatura, calculando la temperatura media del cable con
la media de la temperatura en los extremos del cable.
Temperatura
P1
2.2. COMPROBACIÓN DEL TENSE DE LOS VANOS
A la hora de comprobar la flecha de una línea en servicio
por los métodos topográficos descritos anteriormente, es
necesario situarse bajo el propio tendido, observando el
cumplimiento del RD 614/2001, sobre disposiciones mínimas
para la protección de la salud y seguridad de los trabajadores
frente al riesgo eléctrico.
Para evitar la situación de riesgo anterior en la
comprobación del tense del vano, se propone este otro
procedimiento. Se calcula teóricamente cual es el punto más
bajo del mismo a partir de la ecuación de la catenaria y la
lectura instantánea de la temperatura, conocida la distancia
entre los apoyos, y el desnivel entre ambos. Por otro lado,
se comprueba topográficamente, estacionado el instrumento
topográfico en cualquier punto entre ambos apoyos, teniendo
en cuenta que el cero del ángulo horizontal no esté entre ambos
apoyos, y se realizan las lecturas de los ángulos horizontales
al apoyo inicial (I´), punto más bajo del conductor (C´), y al
apoyo final (F´), tal como se ve en la Figura 6.
Temperatura
P2
Gateway-PC
Fig. 6: Esquema de comprobación topográfica de un conductor: Catenaria
Fig. 5: Esquema de conexión
Una vez obtenida la temperatura del cable, se calcula el
valor de flecha y tense del cable para ese vano, realizando una
interpolación de los valores de tense y flecha de la tabla de
tense que venían fijados por el proyecto. Posteriormente se
calculan los ángulos verticales que debe visar el instrumento
topográfico situado bien en el apoyo inicial o bien en el final
(P1 o P2).
A parte de la realización de los cálculos, la aplicación nos
permite llevar un registro del trabajo realizado, permitiendo
almacenar y exportar a una tabla los parámetros de regulación
del vano, la fecha y hora de realización del trabajo.
Buena Práctica
A partir de las coordenadas de los puntos de sujeción
del cable a los apoyos (I´ y F´), y el punto más bajo de la
catenaria, obtenido por enrase de la cruz filar del instrumento
topográfico, el programa calcula los parámetros de la misma
a partir de la ecuación de la catenaria
⎛ X + C1 ⎞
Y = c ⋅ cosh⎜
⎟ ⋅ C2
⎝ c ⎠
Donde c es el resultado de dividir la tensión del cable (que
es función de la temperatura) entre su peso por metro lineal;
C1 y C2 son unas constantes para referir la solución al sistema
de referencia con origen en la base del apoyo inicial (I).
93
3. CONCLUSIONES
En el presente trabajo se ha desarrollado un sistema on
line para la medición de la temperatura en la posición de
tendido del cable, evitando la aproximación que se hace de
manera tradicional, respecto a la temperatura en la base de
uno de los apoyos. Además se calculan, instantáneamente,
los parámetros topográficos necesarios para realizar el tense
del conductor, evitando los posibles errores de lectura e
introducción de datos por parte del operario, todo ello hace
ganar en seguridad el tendido de las líneas eléctricas.
El método implementado aporta ventajas desde el punto
de vista de la seguridad de los trabajadores, ya que a la
hora de realizar la verificación de la flecha del vano, no es
necesario estacionarse bajo la línea en carga, si no que es
posible hacerlo a una distancia de seguridad.
Tanto el hardware como el software desarrollado emplean
tecnología de bajo coste, lo que los hace muy rentables tanto
para las empresas instaladoras de líneas de alta tensión como
para empresas de topografía que les prestan servicio en la
regulación de vanos especiales.
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State Estimation for Overhead Transmission Lines With Level
Spans”. IEEE transactions on power systems, Vol. 23-3 p.908915
- RD 223/2008. BOE núm. 68 Miércoles 19 marzo 2008.
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seguridad en líneas eléctricas de alta tensión.
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trabajadores frente al riesgo eléctrico.
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cartografía. Vol. 15-87 p.44-45
94
Buena Práctica
TECNOLOGÍA DE VEHÍCULOS DE MOTOR
Sistema de ayuda a la conducción en curvas para vehículos reales
Joshué Pérez-Rastelli, Vicente Milanés-Montero, Jorge Villagra-Serrano, Enrique Onieva-Caracuel, Carlos González Fernández-Vallejo
3317.02 AUTOMOVILES
Sistema de ayuda a la conducción
curvas para vehículos reales
Joshué Pérez-Rastelli *
Vicente Milanés-Montero *
Jorge Villagra-Serrano *
Enrique Onieva-Caracuel *
Carlos González Fernández-Vallejo *
en
Ingeniero en Electrónica
Ingeniero en Electrónica
Ingeniero en Informática
Dr. en Informatica
* AUTOPIA del Centro de Automática y Robótica (CAR). UPM-CSIC. Carretera de Campo Real,
km. 0.200 - 28500 La Poveda, Arganda del Rey (Madrid). Tfno: +34 91 871 19 00.
[email protected], [email protected];
[email protected];[email protected];
[email protected]
Driving assistance system applied in curves for real vehicles
ABSTRACT
• Decreasing the accidents on highway and urban
environments is the main motivation for the
research and developing of driving assistance
systems, also called ADAS (Advanced Driver
Assistance Systems). In recent years, there
are many applications of these systems in
commercial vehicles: ABS systems, Cruise Control
(CC), parking assistance and warning systems
(including GPS), among others. However, the
implementation of driving assistance systems
on the steering wheel is more limited, because
of their complexity and sensitivity. This paper
is focused in the development, test and
implementation of a driver assistance system
for controlling the steering wheel in curve
zones. This system is divided in two levels: an
inner control loop which permits to execute the
position and speed target, softening the action
over the steering wheel, and a second control
outer loop (controlling for fuzzy logic) that
sends the reference to the inner loop according
the environment and vehicle conditions. The
tests have been done in different curves and
speeds. The system has been proved in a
commercial vehicle with satisfactory results.
• KEYWORDS: driving assistance system, ADAS,
lateral dynamic and control, Intelligent
Transportation Systems.
RESUMEN
Reducir la tasa de accidentes
en carreteras y entornos urbanos
es la principal motivación en
la investigación y desarrollo de
los sistemas de asistencia a la
conducción, también conocidos
como ADAS (Advanced Driver
Assistance Systems). Son muchas las
aplicaciones que en los últimos años
se han implementado en vehículos
comerciales: los sistemas de
antibloqueo de frenos – conocidos
como
ABS (Antilock Brake
System), Control de Crucero (CC) o
ayudas para el aparcamiento, entre
otras. Sin embargo, aplicaciones
que involucren el control total del
volante se encuentran, de momento,
en fase preliminar. Este trabajo está
centrado en el desarrollo, prueba
e implementación de un sistema
de ayuda a la conducción para el
control del volante en zonas curvas.
El sistema de control propuesto se
divide en dos niveles: un lazo interno
de control que permite ejecutar las
consignas de posición y velocidad,
suavizando la acción sobre el volante,
y un segundo lazo externo de control
(gobernado por un controlador
borroso) que envía las consignas a
ejecutar según las condiciones del
entorno y el vehículo. Diferentes
experimentos se han llevado a
cabo en curvas de distinto radio y
a diferentes velocidades (dentro de
entornos urbanos). El sistema ha sido
embarcado en un vehículo comercial
mostrando resultados satisfactorios.
Palabras Claves: sistemas de
ayuda a la conducción, ADAS,
control y dinámica lateral, Sistemas
Inteligentes de Transporte.
1. INTRODUCCIÓN
La automatización y el control
de vehículos reales, con el paso
del tiempo, se está convirtiendo en
una realidad cada vez más patente.
Diferentes aplicaciones que antes
existían sólo a nivel teórico pasan
rápidamente a implementarse en
vehículos comerciales. Ayudas para
aparcamiento, control de velocidad,
sistemas de frenada de emergencia
y los diferentes desarrollos logrados
en los sistemas ADAS (Advance
Driver Assistance Systems), son
algunas de las aplicaciones que los
95
3317.02 AUTOMOVILES
diferentes fabricantes de vehículos han implementado y
están comercializando.
Las investigaciones en los Sistemas Inteligentes de
Transporte (ITS) están encaminadas a la mejora de la
seguridad y el confort en la conducción de vehículos
(Shladover, 1995). La mayoría de estas aplicaciones están
enfocadas al control longitudinal (acción sobre el freno y el
acelerador) (Vaa et al., 2007; Milanés et al., 2009; Onieva
et.al, 2010). Aunque algunas, a muy baja velocidad, toman
el control del volante, pocas se encuentran disponibles en
el mercado (Wu et.al, 2008). Entre ellas, podemos destacar:
el aparcamiento asistido (Hsu et al., 2008) (implementado
recientemente por Mercedes-Benz) y los sistemas de
dirección asistida (EPS o EPAS) (Burton et.al, 2003), los
cuales solo toman el control parcial del volante para avisar al
conductor sobre situaciones de peligro.
Recientemente, se han desarrollado sistemas de
prevención controlando los actuadores longitudinales en
función de la distancia a la siguiente curva (Lusetti et.al,
2008). Son conocidos como sistema de prevención en curvas
(CWS, curve warning system), y obtienen la información
desde mapas cartográfico digitales y un GPS instalado
en el vehículo. Por otra parte, los asistentes de velocidad
inteligentes (ISA, intelligent speed assistance) alertan
al conductor cuando la velocidad a la que circula no es la
apropiada (Van, 2008). Para poder aprovechar el potencial
que proporcionan las tecnologías modernas sobre los
entornos de conducción, algunas investigaciones se centran
en la definición de especificaciones de los mapas electrónicos
y sistemas de posicionamiento con la finalidad de aplicarlos
en sistemas ADAS (Jiménez et al., 2009). Finalmente,
diferentes estrategias para el control longitudinal, reduciendo
el exceso de velocidad por parte de los conductores y la
detección de cruces de peatones e intersecciones, están
siendo desarrolladas utilizando información proveniente de
la infraestructura, a través de una red de sensores Zigbee
(Milanés et al. 2010).
La escasa implantación comercial del control lateral
se debe, en parte, a las fatales consecuencias que implican
cambios bruscos en el volante, dejando al conductor sin
tiempo para reaccionar y tomar el control. Por ello existe la
necesidad latente de desarrollar un ADAS para, en situaciones
de posible colisión, ayudar al conductor en tramos curvos.
Este sistema no puede limitarse solo al control de posición
sobre el volante (Hayakawa et al., 2004; Naranjo et el.,
2005), también es necesario un control suave y seguro, que
considere la velocidad angular del volante como parámetro
de control.
El problema del seguimiento de trayectorias está ya
solventado (Ackermann et al., 1999) y los esfuerzos se
centran en hacer un control más confortable y confiable.
Un gran avance en el control lateral de vehículos es el
uso de la dirección EPS (Electric Power-Assisted Steering),
reemplazando a los clásicos sistemas hidráulicos HPS
(Hydraulic Power Steering). Varias simulaciones con estos
nuevos sistemas se presentan en (Chen et al.,2008). Yih y
Gerdes (Yih et.al, 2005), de la Universidad de Stanford,
utilizaron el modelo de la bicicleta de Ackermann y una
estimación real de su vehículo para cancelar el error en el
control del volante ocasionado por la dinámica del sistema y
la interacción del neumático con el suelo. Otras aplicaciones
en Sistemas Automatizados en Carreteras (AHSs) consideran
el control lateral de vehículos pesados (Tai et al. 2004).
En el mundo del control existe una brecha entre el control
de sistemas dinámicos en simulación y la implementación
de controladores en sistemas reales. Esta brecha está
reduciéndose progresivamente, a pesar de que el nivel de
complejidad de ciertos sistemas es un inconveniente para
CONTROLADOR BORROSO
A diferencia de la lógica clásica que contempla 2 posibles valores (verdadero o falso), en la lógica borrosa, un
controlador borroso (o controlador difuso, por su traducción del ingles: Fuzzy Logic Controller,(de Pedro, 2007)) está
compuesto por un conjunto de reglas lingüísticas que tienen como antecedentes los valores posibles de las entradas, y
que concluyen la acción a efectuar en términos
también lingüísticos, la cual permite escribir
las reglas en un lenguaje casi natural. En la
parte central de la figura se puede apreciar el
conjunto de reglas para el control de posición
y control de velocidad del volante. La fusión
de ambos conjuntos de reglas en un mismo
controlador permite que el volante tenga un
comportamiento suave y seguro, en función
de las condiciones del entorno.
Estructura del controlador Borroso implementado
96
reducirla. Por este motivo, el control inteligente es una buena
alternativa para el control de sistemas complejos, en este
caso, vehículos reales. Además, algunos estudios comparan
sistemas inteligentes y clásicos de control aplicados a
vehículos autónomos (Chaib et al., 2004), encontrando
mejoras considerables usando el control borroso. Sin
embargo, muchas aplicaciones demuestran que un PID puede
ser la mejor alternativa en cambios de referencia, rapidez y
estabilidad en sistemas de gran complejidad (Ogata, 1998).
El presente trabajo pretende mostrar las ventajas de fusionar
ambas técnicas para la realización de maniobras de ayuda a
la conducción en vehículo reales.
Utilizando las ventajas de las técnicas de control clásico
(PID) y la experiencia del programa AUTOPIA, del Centro de
Automática y Robótica (CAR, UPM-CSIC), en conducción
autónoma de vehículos utilizando controladores borrosos,
el objetivo principal de este trabajo es presentar un ADAS
para el control de un vehículo en tramos curvos que permita
evitar accidentes cuando el conductor descuide la atención
al volante.
En el siguiente apartado, descripción del sistema, se
mencionan y explican cada una de las partes que conforman
el sistema, los requisitos de diseño utilizados y el control
en cascada propuesto. Más adelante, en los apartados del
lazo interno y el lazo externo de control, se explicarán
el controlador PID y el controlador borroso utilizados
para la maniobra de ayuda a la conducción. En la sección
de experimentos se describen las pruebas, a diferentes
velocidades y con curvas de poco y gran radio. Finalmente,
se presenta una discusión sobre los resultados obtenidos y las
posibles mejoras a realizar en trabajos futuros.
2. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA
Los experimentos presentados en este trabajo se realizaron
utilizando una furgoneta eléctrica, modelo Citroën Berlingo
eléctricas, cuyos actuadores han sido automatizados para
permitir una conducción autónoma (Naranjo et al, 2005).
Para el control del freno se ha instalado una bomba hidráulica
3317.02 AUTOMOVILES
(Milanés et al., 2009). La arquitectura ha sido modificada,
incrementando su modularidad y permitiendo la inclusión de
nuevos sensores (Pérez et al., 2009a) de forma confiable y
sencilla. En la Fig. 1 se muestra la arquitectura general de
las furgonetas.
La arquitectura para el control lateral que se presenta en
este trabajo es tipo maestro-esclavo, donde el maestro (alto
nivel) en un controlador borroso, que envía las consignas
de posición y velocidad al bajo nivel, que en nuestro caso
es un PID comercial. Éste ejecuta las consignas recibidas
desde el control borroso, que se calculan a su vez en un
ordenado embarcado en el vehículo. En la siguiente sección
se explicará el análisis hecho para sintonizar y estimar el
sistema de ayuda a la conducción en curvas.
2.1. REQUISITOS DE DISEÑO DEL VOLANTE
La implementación de un control de posición y velocidad
debe realizarse estimando los parámetros a los que está
sujeto el sistema. Para ello y como requisito de diseño,
hemos establecido que el volante debe girar a una velocidad
máxima de 180 grados/segundo (30rpm). En otras palabras,
el giro completo desde el extremo izquierdo al extremo
derecho del volante se realizará en 6 segundos, (entre -540
grados y +540 grados).
Las furgonetas cuentan con un sistema hidráulico
(HPS) para disminuir la fuerza mecánica sobre el volante
del vehículo, por lo que el control se realiza actuando
directamente sobre un motor DC acoplado, a través de
engranajes, a la columna de dirección (Pérez et al., 2009a).
La relación entre los engranajes de la columna de
dirección y el motor fue re-diseñada (mejorando la
implementación física usada anteriormente por el programa
AUTOPIA) con el fin de aumentar la velocidad de giro del
volante y disminuir el par en el motor. Los detalles referentes
a la implementación descrita en este trabajo se encuentran en
(Pérez, 2009b).
En la Fig. 2 se muestra el motor utilizado (con la pieza de
acople, el codificador y el reductor), los engranajes instalados
(entre el motor y la columna de dirección) y el controlador
descrito.
Fig. 1: Arquitectura general del vehículo
97
3317.02 AUTOMOVILES
Muchas aplicaciones industriales utilizan sistemas de
control en cascada, aunque éstas utilizan principalmente
controladores PID en ambos niveles de control y la mayoría
tienen variables de control muy lentas (como la temperatura).
Sistemas de aire acondicionado y calderas de vapor son
algunas de las más comunes (Keming et al., 2007; Jiang et
al., 2008). Las técnicas de sintonía que se usan en ambos
casos son sencillas e intuitivas.
En nuestro caso, el PID forma el lazo interno de control
cuyo tiempo de ciclo es de 10 ms, veinte veces más rápido
que el lazo externo que va a la frecuencia del GPS (200 ms),
para que puedan apreciarse sus efectos en el sistema. Por
otra parte, el PID es un bucle esclavo del bucle primario
(control borroso). Una secuencia intuitiva de sintonización
del sistema es la siguiente: 1) sintonizar el PID con el lazo
del controlador borroso abierto, 2) cerrar el bucle de control
y sintonizar los parámetros del borroso. Finalmente, si es
necesario, se ajustan las variables del lazo interno.
Fig. 2: Motor, relación de engranajes y controlador
2.2. CONTROL EN CASCADA
Para el control lateral del vehículo se ha utilizado una
arquitectura en cascada. El lazo externo de control es un
controlador borroso que emula al conductor humano y
cierra el bucle de control con la señal proveniente del GPS
y el tacómetro del vehículo. El lazo interno de control está
gobernado por un PID discreto, el cual recibe la consigna
desde el controlador borroso y lleva al volante hasta ella lo
más rápida y suavemente posible.
La utilización de un control en cascada, aunando el
control inteligente y el control clásico, presenta múltiples
ventajas, ya que se puede extraer lo mejor de cada técnica de
control. La frecuencia del lazo interno debe ser mayor que
la del externo, para que pueda corregir las perturbaciones
antes de que afecten al control primario. Otra ventaja es que
el control interno puede autocorregirse si cambia la ganancia
estática del sistema. Así el PID actúa como regulador de
cambios bruscos y repentinos por parte del controlador
borroso (Fig. 1).
2.3. LAZO INTERNO DE CONTROL
El lazo interno o bajo nivel de control recibe la referencia
a la cual debe moverse el volante desde el controlador de alto
nivel. Éste lleva la señal de referencia al motor conectado al
volante a través de un PWM que controla los transistores del
puente H del controlador. Este dispositivo de control cuenta
con un PID discreto, de tipo no interactivo. La aplicación
presentada en este trabajo utiliza el modo de posición
(Position control mode), el cual permite generar perfiles de
trayectoria del tipo LSPB (Linear Segments with Parabolic
Blends). Antes de configurar las ganancias del controlador es
necesario hacer una estimación del sistema.
En la Fig. 3 se muestra un diagrama del sistema interno
de control del dispositivo del bajo nivel que incluye las
variables de entrada, variables pre-configurables, ganancias
del PID, generador de trayectoria y puente H, entre otros. La
estimación del sistema se llevo a cabo usando el método de
lazo abierto (Milanés et al., 2009).
Además de las ganancias, es necesario realizar una
Fig. 3: Electrónica de potencia para el sistema de ayuda en curvas
98
estimación de los parámetros del perfil de trayectoria del
controlador de bajo nivel. Se debe considerar la posición, la
velocidad y el tiempo que dura el perfil. En nuestra aplicación
generamos perfiles de trayectoria LSPB en el ciclo interno
de control. Estas trayectorias son sencillas e intuitivas de
estimar, sin embargo, las características inerciales que tiene
el motor acoplado a la columna de dirección, hacen que
en nuestro sistema no se perciba con detalle las rampas de
desaceleración.
El controlador PID utiliza dos grupos de variables
para generar la referencia: variables dinámicas y variables
predefinidas. Las primeras son la posición y la velocidad
real del motor, leídas desde el codificador, y la posición y la
velocidad deseadas, que en nuestro caso son entregadas por
el controlador borroso. Las segundas variables son la zona
muerta (Dead-zone), la máxima aceleración, desaceleración
y el tiempo del bucle de control.
El objetivo final para el lazo interno de control es lograr
un control continuo, suave y seguro del volante hasta alcanzar
los valores de velocidad y posición angular establecidos por
el control de alto nivel.
2.4. LAZO EXTERNO DE CONTROL
El control de alto nivel o control externo lo gobierna un
controlador borroso. El ciclo de control lo cierran los datos
provenientes del GPS y la velocidad leída directamente del
tacómetro. Este controlador envía la posición a donde debe
llegar el volante y la velocidad a la que el bajo nivel debe
mover el motor.
El bucle de control tiene una frecuencia de 5 Hz, que está
definida por el GPS. El controlador borroso utiliza cuatro
variables de entrada: error angular, error lateral, distancia a
la curva y velocidad real.
El error angular es el ángulo entre la dirección del
vehículo y la trayectoria predefinida medida en grados. El
error lateral es la distancia en metros desde la proyección en
el suelo de un punto determinado del vehículo y la trayectoria
predefinida. La distancia a la curva se estima utilizando
la posición real del vehículo y el comienzo de la próxima
3317.02 AUTOMOVILES
curva. Por último, la velocidad real proviene del tacómetro
del vehículo, y esta medida en kilómetros por hora (km/h)
(Fig. 12).
3. EXPERIMENTOS Y RESULTADOS
El sistema de ayuda en curvas se activa cuando el vehículo
se acerca a la siguiente curva, y el conductor aún no haya
mostrado indicios de mover el volante. Una vez que sistema
está activado, el conductor no podrá actuar sobre el volante
hasta que se encuentre, otra vez, en un tramo recto.
Algunos investigaciones han estimado el tiempo
(promedio) de reacción de un conductor en 1,5 segundos
(Tatchikou, 2009). Estudios más recientes muestran
distribuciones probabilísticas que van entre 0.75 hasta 2.6
segundos (Fukuoka, 2009). Sin embargo, los tiempos de
reacción de los conductores dependen de muchos factores
(edad, nivel de fatiga, condiciones climáticas, etc.) que
escapan del alcance de esta investigación. Por eso para este
trabajo se ha estipulado que la distancia máxima a la cual
el sistema puede activarse está establecida en 17 metros,
ya que para las velocidades urbanas consideradas en este
trabajo tenemos: a 24 km/h (6,66 m/s) obtenemos un tiempo
hasta legar a la curva de 2,55 segundos. Este ya supera el
umbral de reacción de un conductor promedio considerado
en trabajos anteriores.
Efectivamente, este valor sería dinámico en un mayor
ámbito de aplicación, ya que en función de autopistas
(velocidad máxima 120 km/h), carreteras nacionales
(velocidades de 100 y 90 km/h) o conducción urbana (desde
20 km/h para zonas escolares hasta 50 km/h) los límites
de velocidad varían. La motivación para fijar este valor se
debe a las limitaciones de nuestro circuito de pruebas. Esta
distancia es sólo el valor máximo de activación, ya que como
se muestra en la Fig. 4, si la curva está más cercana (la recta
es muy corta), el sistema se activará antes.
Para validar el sistema, se llevaron a cabo diversos
experimentos utilizando curvas de diferente radio y distintas
Fig. 4: Variables de entrada del controlador borroso de posición. A 16 km/h para curvas de poco radio. A 8 km/h para curvas de mayor radio
99
3317.02 AUTOMOVILES
Fig. 5: Distancia a la próxima curva
velocidades de circulación. Con el objetivo de evaluar el
sistema de forma independiente, no se permitió la acción
automática sobre los pedales de acelerador y freno, dejando
la velocidad fija en cada experimento, para de esta manera,
comprobar la capacidad de adaptación del sistema a distintas
velocidades. A continuación, se muestran los resultados
obtenidos en dos tipos de curvas a tres velocidades
distintas.
3.1. VARIABLES DE ENTRADA
Las velocidades a las cuales se realizaron los experimentos
son 8, 16 y 24 km/h. La velocidad longitudinal del vehículo
se utiliza como variable de entrada del controlador. El resto
de variables de entrada no son directamente dependientes
de la velocidad, por lo que sus formas son similares a
diferentes velocidades. Como dichas variables dependen de
las características de las pistas, se presentan en este apartado
antes de mostrar los experimentos.
La Fig. 4 muestras las variables de entrada del controlador
de posición para la ayuda del volante en curvas. La parte
derecha muestra el error angular y error lateral para recorrido
con curvas poco pronunciadas (de 21 a 28 grados), mientras
que el lado izquierdo muestra las mismas variables para
recorrido de curvas más exigentes (de 45 hasta 110 grados).
La Fig. 5 muestra la evolución de la distancia a la
próxima curva (medida en metros). Esta variable junto con
la velocidad real, cierran el ciclo de control que determina la
velocidad angular, una vez el control de ayuda en las curvas
se ha activado. Cuando la distancia a la curva es menor que
4 metros, quiere decir que el vehículo se encuentra dentro
de la curvas, teniendo en cuenta las dimensiones del mismo.
Los valores negativos de la distancia indican que se ha
sobrepasado una curva, la lectura de la siguiente curva se
hace justo en la mitad de las rectas que las separa. La otra
variable de control es la velocidad real del vehículo, la cual
se encuentra en control de crucero, con las velocidades fijas
en 8, 16 y 24 km/h respectivamente.
3.2. EXPERIMENTOS CON CURVAS DE MUCHO
RADIO
En esta primera fases de pruebas y verificación del
sistema se ha seleccionado un circuito con 4 curvas poco
pronunciadas, dos a la derecha y dos a la izquierda. La Fig. 6
muestra la referencia del camino, en coordenadas UTM, que
Fig. 6: Recorrido con curvas de poco radio de curvatura
100
3317.02 AUTOMOVILES
Fig. 7: La velocidad angular dada por el controlador en curvas poco pronunciadas
Fig. 8: Salida del controlador para la posición del volante en curvas poco pronunciadas
101
3317.02 AUTOMOVILES
Fig. 9: Recorrido con curvas de mayor radio de curvatura
el vehículo debe seguir. Podemos observar como el vehículo,
con las 3 velocidades diferentes (8, 16 y 24 km/h), nunca se
sale del camino de referencia, gracias a que el sistema de
ayuda a las curvas se activa. La distancia a la que el sistema se
activa depende del radio de la siguiente curva y la velocidad
a la que vaya el vehículo. En la Fig. 4 se observa como el
error lateral, en función del siguiente tramo, es diferente para
cada caso.
La Fig. 7 muestra la salida del controlador de velocidad
en función de las distintas velocidades a la que el vehículo
circula. Se observa que el rango de acción del controlador
crece a medida que la velocidad es mayor. Esto tiene sentido,
ya que un conductor humano mueve el volante suavemente
si éste se mueve a poca velocidad, y de forma más rápida si
la velocidad del coche es mayor.
Podemos observar en la Fig. 10 como el controlador de
alto nivel entrega una salida más ruidosa cuando éste circula
a poca velocidad (8 km/h), mientras que mejora cuando el
vehículo aumenta su velocidad. Esto se debe al cálculo de
las variables de entradas con los puntos del GPS, al estar más
cerca, el error es mayor. Sin embargo, el PID del lazo interno
de control se encarga de amortiguar esta señal, evitando los
saltos en el volante durante la ejecución de la maniobra.
3.3. EXPERIMENTOS CON CURVAS CON POCO
RADIO DE CURVATURA
Los últimos experimentos realizados utilizan curvas
más pronunciadas, incluyendo convencionales de 90
grados. El recorrido seleccionado se muestra en la Fig. 9,
donde también observamos los recorridos del vehículo a
las velocidades establecidas. Quizás el mayor problema lo
presenta la penúltima curva, por ser la más pronunciada
(con 110 grados), a 24 km/h. Con una mejor estimación del
punto de activación del sistema de ayuda a la curvas podría
solventarse este inconveniente. Aunque, de igual forma, el
vehículo nunca abandona la carretera, que es el objetivo
Fig. 10: Velocidad angular dada por el controlador en curvas más pronunciadas
102
más importante que persigue el sistema implementado,
garantizándose así la seguridad del conductor y las personas
abordo.
Análogamente a los experimentos realizados con curvas
poco pronunciadas, la Fig. 10 y la Fig. 11 muestran el
comportamiento del controlador para curvas de mayor radio
a las velocidades seleccionadas. Es importante observar el
comportamiento del controlador cuando éste toma curvas
más pronunciadas. La grafica gris de la Fig. 11 muestra la
salida del controlador de alto nivel, mientras que la grafica
negra muestra la posición real que lee desde el codificador del
volante. Podemos observar el retraso que presenta el sistema
de control de bajo nivel por factores como la dinámica del
sistema de dirección o de los neumáticos. En este caso, la
acción del PID es de mucha importancia ya que amortigua
las oscilaciones que pueda enviar el sistema de alto nivel.
3317.02 AUTOMOVILES
4. DISCUSIÓN
El sistema de ayuda en las curvas propuesto en este
trabajo presenta excelentes resultados para un amplio rango
de curvaturas (entre 21º a 110 º) y distintas velocidades
(de 8 a 24 km/h). El sistema se basa en una arquitectura de
control en cascada, utilizando técnicas de control clásicas e
inteligentes.
En el lazo interno de control se han logrado amortiguar los
constantes cambios de consigna que el controlador borroso
envía al volante a baja velocidad. Estos cambios bruscos, se
deben a imprecisiones en el cálculo del error angular y pueden
subsanarse utilizando otro tipo de sensores en entrada, como
brújulas electrónicas e incluso unidades inerciales. Esto
queda propuesto como parte de los trabajos futuros para la
mejora de la arquitectura y control presentados.
Este nuevo sistema de ayuda a la conducción, supone un
Fig. 11: Salida del controlador para la posición del volante en curvas más pronunciadas
103
3317.02 AUTOMOVILES
gran a avance para la implementación de ADAS en el control
lateral de vehículos reales, ya que permite de forma suave y
segura actuar sobre la compleja dinámica de los vehículos
comerciales en carreteras convencionales. El motor externo
utilizado hace que el sistema sea independiente del resto de
la electrónica del vehículo.
Con esta nueva arquitectura y utilizando la velocidad
angular y la posición del volante como salida para el
actuador de la dirección, se logró girar en curvas de 90º a
24 Km/h, lo cual encaja muy bien para aplicaciones en
entornos urbanos. En este trabajo nos basamos en el control
que debe realizarse en las curvas, pero como parte de los
trabajos futuros se propone un estudio más profundo de las
condiciones dinámicas del vehículo y entorno, y así poder
estimar de una mejor manera el momento indicado para el
sistema de ayuda a la conducción en curvas entre en acción.
Para ello, por ejemplo, pueden utilizarse los sistemas de
detección de cansancio con cámaras, y un mayor número de
variables para la activación.
Finalmente, se buscará fusionar el control sobre el volante
con el manejo de la velocidad del vehículo, permitiendo
cambios de velocidad en diferentes etapas de la curva.
5. AGRADECIMIENTOS
Este trabajo ha sido realizado gracias a los proyectos:
TRANSITO (Coordinación Local entre Vehículos e
Infraestructuras), TRA 2008-06602-C03-01; GUIADE P908 (Guiado automático de vehículos de transporte público
mediante percepción multimodal para mejorar la eficiencia),
y City-Elec (PS-370000-2009-4).
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TECNOLOGÍA ENERGÉTICA
Cogeneración mediante recuperación energética de calor de gases de escape
Manuel Fernández- Fernández, Carlos Renedo-Estébanez, Alfredo Ortiz- Fernández,
Severiano Pérez-Remesal, Inmaculada Fernández-Diego, Mario Mañana-Canteli
3322.02 GENERACIÓN DE ENERGÍA
Cogeneración mediante recuperación
energética de calor de gases de escape
Manuel Fernández- Fernández*
Carlos Renedo-Estébanez*
Alfredo Ortiz- Fernández*
Severiano Pérez-Remesal*
Inmaculada Fernández-Diego*
Mario Mañana-Canteli*
Dra. Ingeniera Química
Dr. Ingeniero Telecomunicación
* UNIVERSIDAD DE CANTABRIA. ETSI. Dpto. de Ingeniería Eléctrica y Energética. Av. Los Castros, s/n 39005 Santander. Tfno: +34 942 20 13 78. [email protected]; renedoc@unican.
es; [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]
Cogeneration based on energy recovery from exhaust gases
RESUMEN
ABSTRACT
• In the world there are a large number of foundry factories that,
thanks to their production processes, are great energy consumers.
The factories are equipped with various types of furnaces such as
gas, electric induction and the cupola furnace. The study carried out
in this article focuses on the last type and particularly on those with a
continuous casting output.
The gases emitted to the outside by these facilities have a high
energy content, since they remain at a high temperature and are
therefore susceptible to being energy producers. Currently facilities
tend to use this energy for heating the air blown into combustion. But
even after that use, exhaust heat can be expelled at temperatures
above 600ºC and can, therefore, still be of further use.
Heat recovery of these gases can be devoted to producing electricity,
which is one alternative that leads to: an increase in the efficiency of
the process, a reduction in emissions of gaseous pollutants (electricity
generation does not emit anything that has not previously been
emitted), and a reduction in plant operating costs.
In this paper the authors have analyzed two alternative uses of waste
heat from cogeneration gases. The first is the use of prefabricated
modules and the second is a classic cogeneration facility with a boiler
and steam turbine. For each alternative, two analyses have been
performed: one economic (considering investment, electricity incomes
and operating costs) and another technical (where the installation
feasibility, and the advantages and disadvantages of each alternative
are considered). This dual analysis method has allowed us to establish
some general conclusions that are provided at the end of the article.
• Keywords: Heat recovery, cogeneration, heating, electrical, reliability,
efficiency and profitability.
En el mundo existe un número importante de factorías
de fundición que, por su proceso productivo, son grandes
consumidoras de energía. Las factorías trabajan con
diversos tipos de hornos como son los de gas, de inducción
eléctrica, y de cubilote. El estudio de este artículo se
centra en los de cubilote y más concretamente en aquellos
que tienen una producción de colada continua. Los
gases que estas instalaciones emiten al exterior tienen
un gran contenido energético, ya que se encuentran a alta
temperatura y por lo tanto son susceptibles de aprovechar
energéticamente. Actualmente las instalaciones suelen tener
un aprovechamiento energético para el calentamiento del
aire soplado a la combustión. Pero incluso después de este
aprovechamiento térmico los gases de escape se pueden
expulsar a temperaturas superiores a 600ºC y por lo tanto
aún son susceptibles de aprovechar energéticamente. La
recuperación de calor de estos gases se puede destinar
a producir electricidad, siendo ésta una alternativa que
conduce a: incrementar la eficiencia del proceso, disminuir
las emisiones de contaminantes gaseosos (la generación
eléctrica no emite nada que no se emitiera anteriormente), y
reducir los costes de operación de la planta.
En este trabajo se han analizado dos alternativas de
aprovechamiento energético del calor residual de estos
gases mediante cogeneración. La primera consiste el empleo
de módulos prefabricados, y la segunda en una instalación
clásica de cogeneración con caldera de recuperación y
turbina de vapor. Para cada alternativa se han realizado dos
análisis: uno económico (considerando inversión, ingresos
por electricidad y los costes de operación) y otro técnico
105
(considerando la viabilidad técnica de su instalación,
presentando ventajas y desventajas de cada una de las
alternativas). Esto nos ha permitido establecer una serie de
conclusiones generales que se aportan al final del artículo.
Palabras clave: Recuperación de calor, cogeneración,
calefacción, producción eléctrica, fiabilidad, eficiencia y
rentabilidad.
1. INTRODUCCIÓN
La cogeneración (también conocida como generación
combinada de calor y electricidad; en inglés Combined Heat
and Power, CHP) es la producción simultánea de más de una
forma útil de energía (energía térmica y energía eléctrica o
mecánica), partiendo de la misma energía de origen (petróleo,
carbón, gas natural o licuado, biomasa, solar o fuentes de
calor residual) [1].
Los sistemas de cogeneración tienen como principal
ventaja técnica ser capaces de mejorar la eficiencia energética,
ya que la producción conjunta de calor y electricidad requiere
de una menor cantidad de combustible para producir la
misma cantidad de energía útil total. Dependiendo del caso
se puede alcanzar un ahorro global de entre el 15 y el 40%.
La explicación se debe a que en las centrales convencionales
de energía eléctrica se disipa gran cantidad de calor al
medio ambiente, mientras que los sistemas de cogeneración
aprovechan parte de este calor como energía útil [2].
Otra ventaja asociada a la cogeneración es medioambiental.
El aumento de la eficiencia energética conlleva una importante
reducción de la emisión de gases de efecto invernadero (en
comparación con los métodos convencionales de generación
de calor y electricidad por separado) [3]. Estas reducciones
pueden llegar a ser del 50%, dependiendo de la situación de
cogeneración que se dé en la instalación.
Aunque la cogeneración presenta una importante
limitación: necesidad simultánea y relativamente constante
de calor y electricidad. La falta de demanda de electricidad
se subsana con la venta de la misma; mientras que la falta de
demanda continua de calor se puede paliar con la instalación
de almacenamientos térmicos [4], que tendrán que ser más
grandes cuanto mayor sea el periodo del ciclo de la demanda
térmica.
Existe un potencial crecimiento en el uso de sistemas
de cogeneración tanto en el ámbito residencial [5], como en
grandes edificios (hospitales, edificios públicos, hoteles…)
[6, 7], y en el sector industrial [8].
Antes de decidir implantar un sistema de cogeneración se
debe analizar su rentabilidad (inversión inicial, mantenimiento,
ahorro en electricidad, precios de la energía…) [9]. Aunque
en determinadas situaciones el hecho de conseguir reducir
el consumo de combustible y las emisiones determina su
implantación [10].
La ventaja de las actuaciones en el sector industrial es el
tamaño de las mismas, ya que al ser grandes consumidores
de energía, con pocas “actuaciones”, se logra conseguir un
106
gran ahorro energético global, con las consiguientes ventajas
medioambientales.
En este artículo se presenta el estudio de la implantación
de una cogeneración realizado en una fábrica con un proceso
de fundición con cubilote con capacidad de producción de
16 t/h. La producción de la colada es continua durante 24
horas diarias y únicamente realiza paradas para realizar el
mantenimiento.
El proceso productivo presenta un sistema de
aprovechamiento energético de los gases de escape clásico
de este tipo de instalaciones, que es para el recalentamiento
del aire que entra al cubilote. Pero aun así, los gases de
escape del recuperador todavía tienen gran poder energético
ya que tras el recuperador se expulsan a una temperatura
superior a 600ºC. El estudio se plantea sin modificación en
el proceso productivo, es decir, sin alterar la instalación de
este recuperador de calor.
Para tener una eficacia óptima es necesario considerar
diversas alternativas antes de llevar a cabo el diseño definitivo
de la planta cogeneradora. En este trabajo se presentan
los análisis técnico y económico de dos alternativas de
cogeneración a partir de la utilización térmica de los gases
de escape de una empresa de fundición. La primera consiste
en la instalación de módulos de cogeneración prefabricados,
mientras que la segunda consiste en un sistema clásico con
caldera de recuperación, turbina de vapor, etc. En ambas
alternativas de pretende utilizar el calor excedentario de la
cogeneración para producir agua caliente para la calefacción
de las naves de la factoría.
2. CASO DE ESTUDIO
En este trabajo se analiza la posibilidad de realizar
recuperación energética en una empresa de fabricación de
piezas férreas a partir de la fundición de hierro gris y nodular.
En la planta hay instalado un sistema de recuperación de calor
de los gases expulsados para precalentar el aire introducido
al cubilote. La recuperación energética se plantea a partir del
calor contenido en los gases de salida de recuperador de calor.
Con ello se pretenden conseguir los siguientes objetivos:
Producir electricidad. Puede ser consumida en
la planta, o vendida a la compañía eléctrica. Se
estudian ambas alternativas, decidiendo a favor de
la más rentable, lo que estará determinado por los
precios de compra/venta del kWh.
Generar agua caliente para calefacción de la nave y
otras dependencias. Con ello se conseguirá un mayor
confort en las instalaciones para los operarios.
Reducir la cantidad de CO2 que globalmente se
emite a la atmósfera mediante el reaprovechamiento
energético de los gases del cubilote. Con ello se
reducirá, en alguna medida, el efecto perjudicial
que provocan los gases sobre la atmósfera.
No modificar el proceso productivo actual.
El proceso en la instalación se encuentra controlado
mediante sistemas SCADA (Supervisión, Control y
Adquisición de Datos). Las Figuras 1 y 2 muestran las partes
del cubilote y de la zona de recuperación de calor para el
precalentamiento de aire respectivamente. Entre ambas
zonas hay otra de lavado de gases.
Figura 1: Scada del cubilote
Figura 2: Scada de la zona de precalentamiento de aire
107
2.1. DATOS DE LA PLANTA
Los datos necesarios son los de la corriente de gases,
se obtienen de los sensores de caudal y temperatura que
están instalados para el control computerizado del proceso
de fundición del cubilote. Las Figuras 3 y 4 muestran la
evolución cada media hora del caudal y la temperatura
de los gases de salida a lo largo de toda una colada; las
N2
O2
CO2
H2O
78
10
10
2
Tabla 1: Composición en volumen de los gases de escape
Figura 3: Evolución del caudal de los gases para diferentes coladas
Figura 4: Evolución de la temperatura de los gases para diferentes coladas
figuras muestran los datos de diferentes días del proceso de
producción. Los gases de salida tienen un caudal medio de
17.000 Nm3/h, con una temperatura media de 620ºC.
Un analizador de gases colocado a la salida de los gases
da la composición de los mismos. La Tabla 1 muestra la
composición media de los gases.
108
3. ALTERNATIVAS DE ESTUDIO
En el estudio se consideran dos alternativas del sistema
principal de cogeneración:
-
La alternativa Nº1 consiste en la instalación de
módulos prefabricados para la producción de
electricidad y de agua caliente. Los gases de
salida del recuperador de calor en esta alternativa
transferirían su energía a un aceite térmico para,
mediante un recuperador de calor, generar vapor y
producir electricidad mediante una turbina de vapor,
y agua caliente para calefacción. Cada módulo
consiste en un equipo compacto que incluye los
principales elementos de un sistema de cogeneración
(turbina,
generador,
condensador...)
[11].
Todos los elementos se
incluyen en un módulo
compacto que reduce en
gran medida el espacio
necesario para realizar
la instalación; pero
existe una limitación en
las potencias eléctrica
y térmica a instalar, ya
que deben ser múltiplos
enteros de las que ofrece
el equipo.
La alternativa Nº2
consiste en el diseño
de una instalación
clásica con turbina
de vapor y todos los
demás
componentes
necesarios. La energía
de los gases de salida del recuperador de calor se
emplearía para generar vapor en una caldera de
recuperación, y a partir de aquí el funcionamiento
sería como el una central térmica convencional.
Los elementos de la instalación son completamente
independientes realizando para cada uno de los
equipos su instalación adecuada. Con esta alternativa
hay menores limitaciones en cuanto a la potencia
a instalar (no tiene que ser múltiplo entero de un
determinado valor), y hay cierta flexibilidad en el
ratio Energía Eléctrica/Energía Térmica a extraer.
Para las dos alternativas se estudian dos variantes
referentes al sistema de calefacción de las naves:
Por medio de ventiloconvectores o aerotermos
Mediante cortinas de aire
Y otros dos para la refrigeración auxiliar:
Torres secas
Torres húmedas
4. ANÁLISIS OPERACIONAL
En esta sección se realiza el análisis funcional de las dos
alternativas consideradas.
4.1. EQUIPOS PREFABRICADOS
La alternativa Nº1 tiene un diseño sencillo, ya que el calor
de los gases se transfiere directamente al equipo prefabricado,
en el cual se conseguirá producir electricidad y generar agua
caliente para calefacción de forma simultánea. En el mercado
existen algunos fabricantes de estos sistemas, entre ellos
[11]. El equipo es independiente, únicamente requiere un
espacio donde pueda ser ubicado. Se encuentra integrado por
los siguientes elementos: turbina, alternador, recuperador de
calor, intercambiador de calor y otros elementos auxiliares, y
funciona de acuerdo con el esquema de la Figura 5.
Figura 5: Esquema de funcionamiento de un equipo prefabricado de cogeneración
La secuencia de funcionamiento se basa en extraer el calor
de la fuente industrial (en este caso de los gases procedentes
del cubilote de fundición), para posteriormente transferirla
a aceite térmico, que tras ser calentado circula en circuito
cerrado para generar vapor de agua, que será empleado en
la microturbina que está acoplada a un generador compacto,
elemento que produce la energía eléctrica. El resto de la
energía se empleará en un circuito de agua caliente para ser
empleado como calefacción, la temperatura de esta agua de
calefacción es de 65ºC.
4.2. DISEÑO CLÁSICO
La alternativa Nº2 es el diseño clásico de una instalación
de cogeneración, que consiste en producir electricidad en
una turbina previa producción de vapor en una caldera de
recuperación. Los elementos requeridos son los mostrados
en el esquema de la Figura 6.
La operación comienza conduciendo los gases de escape
a una caldera de recuperación que produce vapor. El vapor
entra en la turbina donde se expande, transforma parte de
la energía térmica en energía mecánica que se transfiere a
un generador eléctrico. El ciclo se completa a través del
condensador, que condensa el vapor húmedo procedente de
la turbina para volver posteriormente a la caldera. El calor
109
5. ANÁLISIS ENERGÉTICO
La potencia disponible (P) depende del flujo (de su
densidad, ρ, y su calor específico, cp) y de los cambios de
temperatura obtenidos en los gases, y es de aproximadamente
3.000 kW.
P = flujo × ρ × c p × ΔT
Figura 6: Esquema básico de la instalación clásica de cogeneración
de la condensación se puede aprovechar para la calefacción
de las naves.
Este sistema tiene cierta flexibilidad de funcionamiento
regulando la temperatura de condensación. Cuando no se
necesita calor, se intenta que sea lo más baja posible para
maximizar la electricidad producida; cuando se requiere calor
a una temperatura apropiada para calefactar se condensa a
mayor temperatura disminuyendo la electricidad producida.
Conocida la fuente primaria de energía (gases), y los
equipos necesarios para su aprovechamiento, se puede
producir 3.700 kg/h de vapor a 20 bar y 400ºC.
En la Tabla 2 se ofrece una comparativa de ventajas e
inconvenientes de los dos sistemas de generación energética
considerados
Ventajas
5.1. EQUIPOS PREFABRICADOS
Con el fin de obtener el máximo rendimiento del sistema
con la alternativa 1, se deben conocer la potencia unitaria del
equipo. Cada equipo de los seleccionados necesita 742 kWth
de energía primaria, y proporciona 612 kWth y 130 kWe.
Teniendo en cuenta la potencia disponible en los gases, y la
que requiere cada equipo, se puede concluir que es necesario
el empleo de 4 equipos, con lo que se pueden calcular las
potencias eléctrica y térmica a extraer.
Potencia eléctrica = 130 kWe × 4 = 520 kWe
Potencia térmica = 612 kWth × 4 = 2.448 kWth
La energía térmica se dispondrá a una temperatura de
65ºC (en invierno será aprovechado para la calefacción,
en verano se disiparán en las torres de refrigeración). Estas
cantidades se mantendrán constantes durante todo el año,
Sistema Modular
Sistema Clásico
La unidad es independiente no requiere ningún tipo
de obra civil especial
Mayor rendimiento eléctrico
Montaje más sencillo
Sistema muy probado
Requiere menor espacio
Amplia gama de potencias, lo cual permite ajustar
la producción a las variaciones en los gases.
Menor inversión inicial
Produce menos electricidad
Inconvenientes
Coste de mantenimiento elevado, por el hecho de
utilizar aceite térmico
Montaje más complicado
Fuente de calor a menor temperatura para los
equipos de calefacción.
Requiere un mayor espacio
Sistema de reciente implantación, por lo tanto
el funcionamiento de esta tecnología está sin
garantizar
Por su tecnología requiere personal con cualificación
específica en el equipo
Necesaria obra civil
Equipo muy pesado, con lo cual limita su
movimiento
Coste más elevado
Puesta en marcha lenta
Tabla 2: Ventajas e inconvenientes de los dos sistemas de generación
110
siempre que el cubilote este trabajando, no se podrá aumentar
la generación de electricidad en periodos en los que no haya
demanda térmica de calefacción.
El rendimiento del ciclo en la producción de energía
eléctrica será:
η eléctrico =
Por lo tanto la potencia eléctrica se verá afectada por el
rendimiento del generador, siendo de:
El rendimiento en la producción de energía eléctrica será
Pelétrica
520
=
= 0,175
Q total
2.968
de:
5.2. DISEÑO CLÁSICO
Se diseñará de forma que sea capaz de satisfacer la
demanda térmica en la época de calefacción, y se maximice
la producción eléctrica en la época que no exista demanda de
calefacción. A continuación se estudian estos dos casos.
5.2.1 Periodo sin calefacción
Esta situación se empleará en las épocas del año en las
que no haga frío, de forma que en esta situación lo que se
intenta hacer es optimizar la producción de energía eléctrica,
es decir, obtener la mayor cantidad de energía eléctrica
posible. El ciclo termodinámico se muestra en la Figura 7.
La potencia térmica disipada por el sistema auxiliar de
refrigeración será de
5.2.2 Periodo con calefacción
Esta situación se empleará en las épocas del año en las
que el sistema de calefacción sea exigido, de forma que lo
que se realiza es intentar buscar un compromiso entre ambos
objetivos: suministrar calefacción y maximizar la producción
Figura 7: Ciclo del vapor para la situación en la que no se emplee calefacción
La potencia térmica que se requiere de los gases en esta
situación es de:
de energía eléctrica. Este ciclo de trabajo se muestra en la
Figura 8.
La potencia a obtener en la turbina será:
111
Figura 8: Ciclo del vapor para la situación en la que se demande calefacción
Comparando las Figuras 7 y 8, se puede apreciar como
el hecho de necesitar suministrar calefacción obliga a que la
condensación se realice a mayor presión y temperatura, lo
que disminuye la energía disponible en la turbina, y por tanto
la producción eléctrica.
La potencia térmica que se requiere de los gases en esta
situación es la misma que la de la situación anterior de 2.884
kW.
La potencia a obtener en la turbina será:
Por lo tanto la potencia eléctrica se verá afectada por el
desempeño del generador.
5.2.3 Disipación de calor
En la disipación de calor hay dos circuitos cerrados. El
primero está formado por la refrigeración del condensador.
El segundo por la calefacción de las naves. Ambos están
comunicados térmicamente a través de un intercambiador de
calor.
En los periodos donde se requiere calefacción en el
primero de ellos el agua se calienta en el condensador hasta
70ºC; a su salida se encuentra el intercambiador de calor
donde cede calor al circuito de calefacción. A la salida del
intercambiador el agua de condensación se encuentra con
la torre de refrigeración auxiliar, en la que es necesario que
se enfríe hasta 50ºC antes de retornar al condensador. En el
intercambiador el agua del circuito de calefacción se calienta
hasta 60ºC, disipando calor adquirido en la nave, en la que
refrigera hasta 40ºC antes de retornar al intercambiador. Esto
se esquematiza en la Figura 9.
El rendimiento en la producción de energía eléctrica es
de:
La potencia térmica entregada al sistema de calefacción
en este caso es de:
Figura 9: Circuitos de refrigeración y de calefacción
112
Conocidas las temperaturas que se desean en el circuito
de condensación y la potencia térmica que se dispone, el
caudal de agua a circular por él debe ser de:
Las cortinas de aire, al igual que los aerotermos, constan
de una batería, a la que se le manda agua caliente y un
ventilador de circulación. Lo característico de las mismas es
Como se emplea el mismo salto térmico en el agua del
condensador que en el de calefacción, esta misma cantidad de
agua es la que debe circular por el circuito de calefacción.
En los periodos en los que no se requiere calefacción de
las naves, el agua del circuito de condensación puentea el
intercambiador de calor, pasando directamente a la torre de
refrigeración auxiliar en la que se refrigera antes de retornar
al condensador. En estas circunstancias, y para maximizar la
producción de electricidad interesa que la condensación se
realice a la temperatura más baja posible. Con la climatología
local, es posible que la torre trabaje con temperaturas de 36
a 26ºC, lo que implica que la condensación se puede realizar
a 42ºC.
tanto su forma, ya que es alargada y adaptada a su colocación
encima de puertas y ventanas, como el ventilador, que impulsa
el aire a gran velocidad; de esta manera crean una barrera de
aire que impide muy eficazmente la entrada de corrientes de
aire frío y proporciona un ambiente interior caliente.
El ventilador de la cortina puede tener dos velocidades, al
aumentarla se aumenta tanto el calor disipado como el alcance
de la cortina (altura del hueco sobre la que se puede poner).
Típicamente son capaces de trabajar con agua caliente entre
60 y 130ºC, emiten entre 59,5 y 171,1 kW por metro lineal
de cortina, y el alcance es de hasta 6 m de altura. En la Tabla
4 se ofrece un ejemplo de calor disipado por una cortina y
alcance con agua a 65ºC en función de la velocidad.
5.3. ALTERNATIVAS EN EL SISTEMA DE
CALEFACCIÓN DE LA NAVE
En este apartado se analizan las alternativas para disipar
el calor. Se estudian tanto las dos posibilidades consideradas
para el circuito de calefacción (aerotermos y cortinas de
aire), como las dos tenidas en cuenta para la refrigeración
auxiliar (torres secas y torres húmedas).
5.3.1 Equipos de calefacción
Las naves industriales están térmicamente muy mal
aisladas, y por su funcionamiento tienen multitud de huecos
abiertos permanentemente al exterior. Un estudio de cargas
térmicas indica que en situaciones de invierno son un
sumidero térmico que acepta prácticamente todo calor que
se le suministre. De este modo los equipos de calefacción
instalados en las naves deben ser capaces de disipar todo el
calor que suministre el sistema térmico.
Los aerotermos son una batería o serpentín de tubos
aleteados, y un ventilador de circulación de aire. Se manda
agua caliente a la batería, mientras que el ventilador fuerza
el paso de aire, que se calienta en la batería, y es enviado al
interior del local. El ventilador suele tener varias velocidades
de giro, y a medida que esta se aumenta se incrementa el
calor disipado por el aerotermo. En general, son capaces de
trabajar con agua caliente entre 60 y 130ºC. En la Tabla 3 de
ofrece un ejemplo de calor disipado por un aerotermo con
agua de alimentación a 65ºC en función de la velocidad.
Velocidad
1
2
3
4
Potencia (kW)
32,4
40,9
52,9
60,1
Caudal agua (l/s)
0,31
0,4
0,52
0,59
Caudal aire (m3/h)
1.970
2.760
4.270
5.250
Velocidad
1
2
Potencia
(kW)
67
135
Alcance (m)
3
6
Caudal
agua (l/s)
0,75
1,45
Caudal aire
(m3/h)
7.500
15.000
Tabla 4: Características de una cortina de aire
El funcionamiento correcto de la cortina depende en gran
medida de un buen ajuste de la misma al hueco sobre el que
se la instala. Estas se deben colocar encima de las puertas y
aberturas, tratando de hacer que el edificio se convierta en
una unidad lo mas hermética posible, haciendo que el calor
se quede dentro.
5.3.2 Sistema de refrigeración auxiliar
En la situación en la que las naves requieran calefacción,
todo el calor excedentario del ciclo será disipado por el
circuito de calefacción, y el sistema de refrigeración auxiliar
no será necesario. Cuando no se emplee la calefacción, el
sistema de refrigeración disipará la cantidad de energía
térmica mencionada anteriormente. Por lo tanto, debe estar
diseñado para disipar una potencia térmica de 2.400 kW.
Los dos sistemas que se pueden emplear son torres secas y
húmedas.
Los sistemas con torre seca refrigeran el agua con aire
ambiente, mientras que las torres húmedas aprovechan
calor latente de evaporación de agua [12]. De este modo
las segundas tienen mayor eficacia. Como consecuencia de
ello tienen menos superficie de intercambio térmico, son
menos voluminosas, y requieren menos espacio disponible.
Además necesitan menor caudal de aire, lo que implica
menos consumo de energía auxiliar y menos ruido; como
inconvenientes tienen que necesitan más mantenimiento y
que tienen consumo de agua.
Tabla 3: Calor emitido por un aerotermo
113
6. ANÁLISIS ECONÓMICO
Módulos
Clásica
Módulos prefabricados
1.080.000
-
Turbogrupo a vapor
-
280.000
Caldera recuperación
-
960.000
Y con ello realizar el análisis económico para cada una
de las alternativas.
Tubos de gases
200.000
Acondicionamiento espacio
21.000
6.1. COSTE DE LA INVERSIÓN EN EQUIPOS E
INSTALACIONES
En la alternativa con los equipos prefabricados, el sistema
de cogeneración necesita 4 módulos prefabricados, con un
precio unitario sin IVA que ronda los 270.000 €.
En la alternativa clásica estos módulo quedan sustituidos
por una caldera de vapor pirotubular diseñada para el
aprovechamiento de gases de recuperación (cuyo coste
aproximado es de 280.000 € + IVA), y un turbogrupo a
vapor (con un coste estimado de 960.000 € + IVA).
Para cualquiera de las dos alternativas hacen falta
una serie de instalaciones auxiliares. Estas, con su precio
estimado sin IVA, son las siguientes:
Instalación eléctrica de enlace
26.000
Torre refrigeración húmeda
36.500
Circuito hidráulico refrigeración
16.000
Equipos de calefacción (aerotermos)
96.000
Circuito hidráulico calefacción
100.000
Coste total (€), sin IVA
1.575.500
1.735.500
Coste total (€), con IVA (18%)
1.859.000
2.047.900
El análisis económico se centra en obtener:
-
-
Costes de los equipos e instalaciones de las
alternativas.
Ingresos y costes de operación de cada alternativa.
Conducción de gran diámetro para los gases de
escape (200.000 €)
Acondicionamiento del espacio para ubicar los
dispositivos generales (21.000 €)
Instalación eléctrica de enlace (26.000 €)
Sistema de refrigeración auxiliar, las dos alternativas
consideradas para ello son:
Torre húmeda (36.500 €)
Torre seca (177.000 €)
Circuito hidráulico de refrigeración auxiliar (16.000
€)
Equipos de calefacción de las naves, las dos
alternativas consideradas para ello son:
Aerotermos (96.000 €)
Cortinas de aire (200.000 €)
Circuito hidráulico de calefacción (100.000 €)
Respecto a las torres de refrigeración, y como la fábrica
ya tiene otras torres húmedas instaladas (lo que mengua el
problema asociado al mantenimiento), tanto los factores
energéticos como económicos decantan claramente la
elección por las torres húmedas. En lo concerniente al
sistema de calefacción, y dado que el objetivo no es realizar
una climatización exhaustiva de la nave, sino simplemente
calefactarla, la opción más lógica es la más económica, y por
lo tanto optar los aerotermos.
En la Tabla 5 se muestra un resumen de la inversión
total en equipos que se ha de realizar para cada una de las
alternativas.
Tabla 5: Inversión a realizar para cada alternativa
6.2. INGRESOS
La fábrica funciona durante tres turnos de producción,
es decir, las 24 horas del día, durante aproximadamente 280
días al año, por lo tanto la instalación funcionará durante
6.720 horas.
El precio actual de compra por la empresa de la energía
eléctrica es de 0,0973 €/kWh [13]. Según el BOE [14] la
instalación que se estudia está englobada en el grupo a.2
dentro de las instalaciones de régimen especial. Según [15]
las unidades de régimen especial podrán elegir entre dos
opciones para vender su electricidad: (1) cederla al sistema
a un precio fijo (tarifa) y (2) venderla en el mercado de
producción (precio de mercado más prima de referencia).
A ambas opciones se les suma la retribución por Factor de
Potencia. Para que los productores puedan participar en el
mercado su potencia instalada debe ser mayor de 1 MW [16],
lo que no se cumple en esta instalación.
En la Tabla 6 se muestra la composición del posible precio
de venta de la energía eléctrica producida a la compañía
eléctrica.
Retribución (c€/kWh)
Tarifa Regulada
Precio (2009)
4,9025
Retribución por F.P.
0,3197
TOTAL
5,2222
Tabla 6: Tarifa de venta de la electricidad a la compañía eléctrica
114
Como se observa, la venta de la energía proporciona
un precio de la energía menor que el que cobra la empresa
eléctrica a la fábrica, por lo que la opción razonable es
consumir toda la energía producida, dado que reporta un
mayor beneficio.
Con la instalación de los equipos modulares la producción
de electricidad es independiente de la época del año, 520 kW,
mientras que con la instalación clásica tiene una producción
en los periodos en los que no se demanda calefacción
(3.360 h) de 655 kWh, siendo de 523 kWh cuando hay
demanda de calefacción (3.360 h). En la Tabla 7 se reflejan
los ingresos (disminución de pago a la compañía eléctrica)
por la producción y autoconsumo de electricidad en las dos
opciones.
Alternativas
Producción de electricidad (€)
Módulos
340.000
Clásica
385.120
6.4. ANÁLISIS DE RENTABILIDAD
Conocida la inversión en equipos, los ingresos generados
y los costes de operación y mantenimiento de las dos
alternativas se realiza un estudio de rentabilidad de las
mismas. En la Figura 10 se muestra, para las dos alternativas,
la evolución de la Valor Actualizado Neto (VAN) en función
de la Tasa de Actualización. Los puntos de corte con el eje de
abscisas indican el valor de la Tasa Interna de Rentabilidad
(TIR).
Tabla 7: Ingresos por la producción de electricidad
El calentamiento de las naves es un aprovechamiento
del calor residual que mejora el confort de los operarios en
las mismas, pero se considera que no produce ingreso al no
sustituir ningún sistema actual de producción térmica.
6.3. COSTES DE OPERACIÓN Y
MANTENIMIENTO
En este apartado se han considerado los costes de
operación y mantenimiento de los diferentes equipos (mano
de obra, consumo de las bombas y ventiladores, etc.) teniendo
en cuenta las características de los equipos y datos ofrecidos
por fabricantes. La Tabla 8 ofrece un cuadro resumen para
las dos alternativas.
Módulos
Clásica
Costes de operación
Ventiladores aerotermos
5.000
Ventiladores torre refrigeración
6.500
Consumo bombas
9.000
Costes de mantenimiento
Caldera
10.500
25.000
Turbina
17.000
Resto equipos
5.000
Costes de mano de obra
30.000
TOTAL ANUAL
80.500
Tabla 8: Costes de operación de las dos alternativas
83.000
Figura 10: Evolución del Valor Actualizado Neto para las dos alternativas
La vida útil de ambas alternativas de instalación se
ha fijado en 25 años. La alternativa con los módulos
prefabricados es rentable hasta una tasa de actualización de
un 13%, mientras la alternativa clásica es rentable hasta una
tasa de actualización de un 14,5%. Para la tasa actual que se
encuentra fijada en torno a un 3%, la alternativa clásica es
más rentable debido a que se obtiene una mayor tasa interna
de retorno. También es notable el observar que con una tasa
de actualización más grande ambas alternativas tienden
al equilibrio, pero esa situación se producirá con tasas de
interés mucho mayores de la que se tiene actualmente.
6.5. ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD DEL PRECIO
DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA
Para comprobar como influye la variación del precio
de la energía eléctrica, así como el tipo de intereses que se
tenga, se realiza un análisis de sensibilidad considerando tres
intereses (3, 5 y 7%) y otros tres precios de la electricidad (5,
7,5 y 10 c€/kWh). En las Figuras 11 y 12 se observan los
resultados para la alternativa modular y para la clásica.
Con el fin de poder realizar una comparativa de los dos
sistemas de cogeneración, la Tabla 9 ofrece el cociente y
la diferencia entre los VAN del sistema clásico y modular
para las opciones consideradas de precios de la electricidad
y tasas de interés. En ella se observa que en cualquiera de las
situaciones contempladas la solución con el sistema clásico
es mejor que los equipos modulares. La alternativa clásica
incrementa la diferencia a medida que el precio de la energía
aumenta y el interés es más pequeño.
115
Figura 11: Análisis de sensibilidad para el equipo modular
Figura 12: Análisis de sensibilidad para el sistema clásico
De las Figuras 11 y 12 se observa que las instalaciones
son más sensibles a la variación del precio de la energía que
a posibles variaciones en el tipo de interés, siempre teniendo
en cuenta los datos de análisis tomados.
Con las tasas de interés actuales, y el precio actual
de la electricidad, tendente a aumentar, ambos sistemas
serán rentables. Sólo en situaciones desfavorables para
la cogeneración, bajos precios de la electricidad y altos
intereses, las instalaciones dejarán de ser rentables, pero esta
no es la tendencia del mercado actual.
116
7. CONCLUSIONES
Tras realizar el análisis funcional, energético y económico,
se pueden extraer las siguientes conclusiones para cada una
de las alternativas.
Con las tasas de interés actuales ambas alternativas para
le recuperación energética de gases de escape de proceso son
rentables, por lo que son una oportunidad de negocio.
La alternativa clásica necesita mayor inversión, pero
resulta más rentable por su mayor producción eléctrica.
Además se adapta mejor a los cambios de régimen de verano
a invierno, ya que se puede variar con correlativa facilidad
la tasa de electricidad/calor con una extracción de vapor en
la turbina.
VANClasico / VANModulos
VANClasico - VANModulos
Precio Elec.
Precio Elec.
Precio Elec.
Precio Elec.
Precio Elec.
Precio Elec.
0,05 €/kWh
0,075 €/kWh
0,1 €/kWh
0,05 €/kWh
0,075 €/kWh
0,1 €/kWh
Int. 3%
3,66
1,25
1,20
180.445
380.836
581.226
Int. 5%
0,63 *
1,34
1,22
120.193
282.386
444.579
Int.7%
0,88 *
1,57
1,26
68.904
203.013
337.122
NOTA: * VAN negativo
Tabla 9: Cociente de VAN de las dos alternativas
La alternativa modular resulta de más fácil instalación.
Pero son equipos que están en desarrollo y su eficiencia
eléctrica y versatilidad de funcionamiento son limitadas. La
mejora de estos equipos podrá dar un impulso a la eficiencia
energética industrial mediante la recuperación energética de
calor de gases de escape de proceso, permitiendo emplear
estos equipos en instalaciones existentes de manera sencilla.
El hecho de implantar un sistema de generación de
electricidad partiendo de la recuperación energética de gases
de escape reducirá el consumo eléctrico externo realizado
en la factoría, con lo cual se obtienen beneficios de índole
industrial en lo que se refiere a dependencia energética
exterior y descarga del sistema eléctrico. Asimismo
disminuirá la cantidad de CO2 que se emite a la atmósfera, lo
cual, además de mejorar el impacto ambiental originado por
la empresa, mejora la imagen corporativa de la misma.
Respecto a los trabajadores el hecho de implantar el sistema
de calentamiento de las naves hará que aumente el confort,
se reduzcan las bajas laborales y aumente la producción de la
empresa. En este estudio no se ha considerado, pero el calor
residual en la época estival podría emplearse para calentar
(o precalentar) el agua de las duchas, climatizar una piscina
municipal, etc.
[4] Peredo J, Renedo CJ, Ortiz A, Mañana M. “Use of thermal
storages in industrial heat exchanger networks for heat
recovery”, Ingeniería Química Uruguay, 33 (2008) 22-29
[5] Onovwiona HI, Ugursal VI, “Residential cogeneration
systems: review of the current technology”. Renewable
and Sustainable Energy Reviews, 10 (2006) 389–431
[6] Renedo CJ, Ortiz A, Mañana et al. “Study of Different
Cogeneration Alternatives for a Spanish Hospital Center”.
Energy and Buildings, 38 (2006) 484- 490.
]7] Trujillo Armas F, Gómez García E, Rivero Rodríguez P,
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instalaciones de cogeneración en instalaciones hoteleras”.
DYNA Ingeniería e Industria Vol.71-7 p.24-28
[8] Wen-Tien T, Kuo-Jung H. “An analysis of cogeneration
system utilized as sustainable energy in the industrial
sector in Taiwan”. Renewable and Sustainable Energy
Reviews, 11 (2007) 2104–2120
[9] Hinojosa LR, Day AR, Maidment GG, et al, “Comparison
of combined heat and power feasibility models”. Applied
Thermal Engineering, 27 (2007) 2166–2172.
[10] Wilkinson B W, Barnes R W. Cogeneration of electricity
and useful heat. CRC Press Inc.1980. 272 pg. ISBN:
0849356156
[11] http://www.freepower.co.uk/index.htm [consultado 8/
oct/2010]
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2000. ASHRAE, Inc. ISBN: 1-931862-06-0
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[15] Real Decreto 661/2007
[16] http://www.omel.es/frames/es/index.jsp [consultado 8/
oct/2010]
117
Estadísticas
INFORME ANUAL ESTADÍSTICO DEL PROCESO EDITORIAL DE DYNA 2010
Cantidad
193
145
48
97
48
Nº DE ARTÍCULOS RECIBIDOS
Nº DE ARTÍCULOS TRAMITADOS
Nº DE ARTÍCULOS TRAMITADOS ACEPTADOS
Nº DE ARTÍCULOS TRAMITADOS RECHAZADOS
Nº DE ARTÍCULOS NO TRAMITADOS (EN PROCESO)
FACTOR DE RECHAZO
Nº DE ARTÍCULOS RECIBIDOS POR DISCIPLINA
ECONOMÍA SECTORIAL
ELECTROMAGNETÍSMO
ELECTRÓNICA
FÍSICA DEL ESTADO SÓLIDO
HISTORIAS POR ESPECIALIDADES
INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA ELECTRICAS
INGENIERÍA Y TECNOLOGIAS QUÍMICAS
MECÁNICA
ÓPTICA
ORGANIZACIÓN INDUSTRIAL Y POLÍTICAS
GUBERNAMENTALES
ORGANIZACIÓN Y PLANIFICACIÓN DE LA EDUCACIÓN
PSICOLOGÍA INDUSTRIAL
QUÍMICA Y FÍSICA
TECNOGÍA DE LAS TELECOMUNICACIONES
TECNOLOGÍA DE LA CONSTRUCCIÓN
TECNOLOGÍA DE LOS FERROCARRILES
TECNOLOGÍA DE LOS SISTEMAS DE TRANSPORTE
TECNOLOGÍA DE MATERIALES
TECNOLOGÍA DE PRODUCTOS METÁLICOS
TECNOLOGÍA DEL CARBÓN Y DEL PETRÓLEO
TECNOLOGÍA E INGENIERÍA MECÁNICAS
Cantidad
1
11
2
1
1
1
1
19
10
3
6
2
2
%
1%
6%
1%
1%
1%
1%
1%
10%
5%
2%
3%
1%
1%
54
4
2
1
8
14
7
2
1
3
3
5
1
1
28%
2%
1%
1%
4%
7%
4%
1%
1%
2%
2%
3%
1%
1%
TECNOLOGÍA INDUSTRIAL
TEORÍA Y MÉTODOS EDUCATIVOS
TOTAL
Nº DE ARTÍCULOS APROBADOS POR DISCIPLINA
ELECTRÓNICA
INGENIERÍA Y TECNOLOGIAS QUÍMICAS
MECÁNICA
TECNOLOGÍA DE LOS FERROCARRILES
TECNOLOGÍA DE LOS SISTEMAS DE TRANSPORTE
TECNOLOGÍA DE MATERIALES
TECNOLOGÍA DEL CARBÓN Y DEL PETRÓLEO
TECNOLOGÍA E INGENIERÍA MECÁNICAS
INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA ELECTRICAS
ORGANIZACIÓN INDUSTRIAL Y POLÍTICAS
GUBERNAMENTALES
ORGANIZACIÓN Y PLANIFICACIÓN DE LA EDUCACIÓN
TECNOGÍA DE LAS TELECOMUNICACIONES
TECNOLOGÍA DE LA CONSTRUCCIÓN
TECNOLOGÍA INDUSTRIAL
TOTAL
Nº DE ARTÍCULOS RECHAZADOS SIN USAR REVISIÓN ENTRE PARES
Nº DE ARTÍCULOS ACEPTADOS SIN MODIFICACIONES
Nº DE ARTÍCULOS PUBLICADOS
Nº TOTAL DE PÁGINAS PUBLICADAS
Nº DE PÁGINAS PUBLICADAS DE ARTÍCULOS
PLAZO MEDIO DE PUBLICACIÓN (desde recepción hasta publicación)
Desviación estándar de plazo publicación (desde recepción hasta publicación)
PLAZO MEDIO DE EVALUACIÓN (desde recepción hasta aceptación o rechazo)
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495
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151 dias naturales
61,5
19 dias naturales
16,1
1 revisión
2 revisiones
3 revisiones
4 revisiones
5 revisiones
6 revisiones
7 revisiones
3,05
Nº MEDIO DE EVALUACIONES POR ARTÍCULO
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75%
25%
68%
25%
67%
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24%
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5%
1%
2%
De acuerdo con los contenidos recogidos en esta Sección referente a
la normativa relacionada con el Desarrollo Sostenible, a continuación
comentamos algunas de las últimas novedades legislativas en esta
materia.
Colaboración de
1.- NORMATIVA MÁS IMPORTANTE
RECIENTEMENTE APROBADA
emisiones máximas no superan el promedio de 25.000
toneladas equivalentes de dióxido de carbono, en los 3
años naturales anteriores al de su participación en una
subasta.
• Garantizar que los participantes en la subasta no
obstaculicen su funcionamiento.
• La eficiencia en su organización desde el punto de
vista de los costes, evitando costes administrativos
innecesarios.
En la Unión Europea
Reglamento (UE) Nº 1031/2010 de a Comisión de
12 de noviembre sobre el calendario, la gestión y otros
aspectos de las subastas de los derechos de emisión de
gases de efecto invernadero con arreglo a la Directiva
2003/87/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, del
13 de diciembre, por la que se establece un régimen para
el comercio de derechos de emisión de gases de efecto
invernadero en la Comunidad.
Este Reglamento es un desarrollo de la Directiva 2003/87/
CE, de 13 de diciembre, que además de establecer la subasta
como principio básico para la asignación de derechos de
emisión a partir de 2013, indica que será la Comisión la
encargada de desarrollar el sistema de funcionamiento de
dicha vía de asignación. Es, asimismo, importante subrayar
que los Reglamentos comunitarios, no requieren ningún
instrumento de transposición como sucede con las directivas
y por tanto, son de aplicación directa.
La directiva mencionada, fue modificada a mediados
del año pasado por otra Directiva, la 2009/29/CE, de 23 de
abril, para perfeccionar y ampliar el régimen comunitario de
derechos de emisión de gases de efecto invernadero, con la
finalidad de adaptar el funcionamiento y organización de este
régimen de comercio de derechos, a límites de emisiones
más rigurosos de conformidad con el compromiso de la
Comunidad Europea de reducir las emisiones de gases de
efecto invernadero en al menos un 20%, con respecto a los
niveles de emisión de 1990, año de referencia.
A grandes rasgos, este sistema de subastas consiste en el
establecimiento de una plataforma de subastas, en los que los
derechos de emisión se ponen a la venta mediante contratos
electrónicos normalizados. En un principio, y hasta que las
medidas legales y los medios técnicos necesarios para la
entrega de los derechos de emisión sean establecidos, éstos
serán subastados bien con futuros bien con contratos a plazo,
sin que la fecha o plazo de entrega pueda ser posterior al
31 de diciembre de 2013.
Una vez dichas medias legales y medio técnicos hayan
sido debidamente instaurados, se recurrirá a contratos de
contado a dos días o a futuros a cinco días.
De este modo, los ofertantes presentarán sus ofertas
durante un periodo de tiempo a establecer por la plataforma
de subastas y durante el cual no se podrán ver las ofertas
presentadas por los otros ofertantes. El contenido de dichas
ofertas será el siguiente:
• La identidad del ofertante, mencionando si concurre
por cuenta propia o en nombre de un cliente y en este
último caso, el nombre del cliente.
• El volumen de la oferta en forma de derechos de
emisión.
• La oferta del precio por cada derecho de emisión.
Es la propia Directiva 2003/87/CE, de 13 de diciembre,
quien fija varios objetivos en relación a la subasta:
• Garantizar el acceso pleno, justo y equitativo de las
PYMES y los pequeños emisores, entendiendo como
tal las instalaciones u operadores de aeronaves cuyas
En las Comunidades Autónomas
(Conviene recordar a nuestros lectores que en materia de
Medio Ambiente corresponde a las Comunidades Autónomas
la aprobación de legislación de desarrollo respecto de la
Dyna Febrero 2011
119
legislación básica estatal y además el establecimiento de
normas adicionales de protección. Por ello las normas de
este apartado son de obligado cumplimiento en el territorio
de la Comunidad Autónoma que las apruebe)
CASTILLA Y LEÓN: Ley 15/2010, de 10 diciembre,
de Prevención de contaminación lumínica y de fomento
del ahorro energético y eficiencia energética derivados de
instalaciones de iluminación (BOE 30/12/2010)
La ley 15/2010, de 10 de diciembre, tiene por objeto
regular el funcionamiento de las instalaciones, dispositivos
luminotécnicos y equipos auxiliares de iluminación/
alumbrado exterior de titularidad pública o privada, así como
de iluminación/alumbrado interior de titularidad pública o
privada, cuando incida de manera notoria y ostensible en
ámbitos exteriores, con la finalidad de prevenir y, en su caso
corregir, la contaminación lumínica en el territorio de la
Comunidad de Castilla y León, así como fomentar el ahorro
y la eficiencia energéticos de los sistemas de iluminación.
Asimismo, la citada norma pretende evitar las molestias
lumínicas, beneficiar la salud de las personas, flora y fauna,
manteniendo las condiciones naturales de las horas nocturnas,
promover la eficiencia energética y preservar en la medida
posible el paisaje y la visión nocturna del cielo.
Conforme a la Ley, el territorio de la Comunidad Autónoma
se zonificará en zonas atendiendo a grado de vulnerabilidad
a la contaminación lumínica determinada por la tipología o
el uso predominante del suelo, las características del entorno
natural o su valor paisajístico o astronómico.
En cuanto al régimen del alumbrado exterior, el artículo
12, nos indica que la administración competente teniendo
en cuenta la zonificación lumínica, establecerá la franja
horaria en la que los alumbrados exteriores permanecerán
encendidos en atención a criterios de seguridad y vialidad.
Indica también que la iluminación de fachadas o
infraestructuras con motivos estéticos, comerciales u
ornamentales y de luminosos comerciales deberán ajustar
su horario de funcionamiento desde la puesta de sol hasta
las 23 horas, aunque podrá prolongarse en una hora en días
festivos, vísperas de festivos y viernes de todo el año, o bien
hasta la hora de cierre del establecimiento.
Tal y como nos señala en el artículo 15, las características
de los alumbrados exteriores se harán constar en los proyectos
técnicos y en los estudios de impacto ambiental incluidos en
las solicitudes de autorización ambiental, licencia ambiental
o, en su caso, comunicación de la actividad.
Las condiciones del alumbrado y sus efectos sobre el
entorno deberán tenerse en cuenta en los estudios de impacto
ambiental cuando acorde a la normativa se requiera un
procedimiento de evaluación de impacto ambiental.
La iluminación exterior de las instalaciones de comercio
y sus rótulos luminosos y las instalaciones de publicidad
estática que incluyan iluminación, así como la iluminación
de monumentos o instalaciones artísticas, quedan sometidas
al régimen de licencia municipal según el artículo 17 de
la presente ley. A efectos de las licencias los titulares,
promotores u operadores de la instalación presentarán una
memoria que especifique el cumplimiento de la norma y los
elementos integrados para reducir las emisiones lumínicas y
optimizar el consumo eléctrico.
ARAGÓN: Ley 7/2010, de 18 de noviembre, de
Protección contra la contaminación acústica de Aragón
(8/01/2011)
La ley 72010, de 18 de noviembre, tiene por objeto
prevenir, vigilar y reducir la contaminación acústica para evitar
y reducir los daños que de esta puedan derivarse para la salud
humana, los bienes o el medio ambiente en la Comunidad
Autónoma de Aragón, mediante el establecimiento de
niveles, objetivos e índices de calidad acústica. Su finalidad
no es otra que la plena realización de los derechos de quienes
residan o se encuentren en esta Comunidad Autónoma, a
disfrutar de un medio ambiente equilibrado, sostenible y
respetuoso hacia la salud, a la protección ante las distintas
formas de contaminación, a la protección de la intimidad
personal y familiar y a una adecuada calidad de vida.
La presente ley establece en su artículo 11, dos tipos
de áreas acústicas: las áreas acústicas exteriores y las áreas
acústicas interiores. Acorde a la definición de la primera
elaborada en el anexo I, se incluye una tipología mínima y
unos criterios básicos de identificación de las áreas. Acorde a
la definición de la segunda también elaborada en el anexo I,
se incluye una tipología mínima en fase a los usos.
En su artículo 12, nos indica lo que se entenderá por
índices acústicos, que serán aquellas magnitudes físicas
cuyas definiciones, tipologías y criterios de aplicación se
contemplan en los anexos I y II de esta Ley. También, en
120
Dyna Febrero 2011
dicho artículo se establece, que los efectos nocivos asociados
a la contaminación acústica podrán ser evaluados según las
relaciones dosis-efecto definidas en el anexo I. Por último,
el artículo señala que en supuestos específicos, el Gobierno
de Aragón, sin perjuicio de lo que establezca la legislación
estatal básica, podrá prever, como norma adicional de
protección, otros índices aplicables.
En cuanto a métodos de evaluación e instrumentos de
medida, señala el artículo 13, que los métodos de evaluación
para la determinación de los valores de los índices acústicos
y de los correspondientes efectos de la contaminación
acústica, se adecuarán a los criterios generales establecidos
en el anexo IV de esta Ley. La evaluación acústica indica
el artículo 27 de la presente ley, se articula a través de los
procesos de cálculo, predicción, medición y evaluación de
los índices acústicos previstos en el anexo IV.
En cuanto a los valores límite de ruido y vibraciones, el
artículo 14 indica, que se consideran como valores límite de
ruido y vibraciones los recogidos en el anexo III.
La presente ley establece unos objetivos de calidad
acústica, que se consideran como tales los aplicables al
espacio exterior e interior los recogidos en el anexo III. En
su apartado 4 el artículo 16 nos indica que, una edificación
es conforme con las exigencias acústicas derivadas de la
aplicación de objetivos de calidad acústica al espacio interior
de las edificaciones, cuando se cumplan las exigencias
básicas impuestas por el Código Técnico de la Edificación.
En cuanto a las medidas generales de prevención de la
contaminación acústica, el artículo 26 establece, que las
Administraciones públicas competentes en cada caso velarán
por el cumplimiento de las previsiones en ellas contenidas.
Ello se realizará en el ámbito de las siguientes actuaciones
previstas por la normativa ambiental:
a) Las actuaciones relativas a la autorización ambiental
integrada, corresponderán al órgano ambiental de la
Comunidad Autónoma de Aragón.
b) Las actuaciones relativas a la evaluación de impacto
ambiental, corresponderán al órgano ambiental de la
Comunidad Autónoma de Aragón.
c) Las actuaciones relativas a la calificación de las
actividades clasificadas, corresponderán al órgano
competente para dicha calificación.
d) Las actuaciones relativas al otorgamiento de la licencia
ambiental de actividades clasificadas, corresponderán
al alcalde del ayuntamiento en cuyo término municipal
vaya a desarrollarse la actividad.
e) Las actuaciones relativas a la licencia de inicio de
actividad, corresponderán al ayuntamiento.
f) El resto de autorizaciones, licencias y permisos que
habiliten para el ejercicio de actividades, la instalación
o funcionamiento de equipos y máquinas susceptibles
de producir contaminación acústica, corresponderán a
la Administración competente para el otorgamiento de
las citadas licencias o permisos.
GALICIA: Ley 9/2010, de 4 de noviembre, de Aguas
de Galicia (BOE 3/12/2010)
La presente Ley tiene como finalidad garantizar las
necesidades básicas de uso de agua de la población,
favoreciendo el desarrollo económico y social de la
Comunidad Autónoma de Galicia y compatibilizándolo con
la preservación del buen estado de los ecosistemas acuáticos
y ecosistemas terrestres asociados.
En el artículo tres de la norma se enumeran los principios
de actuación de la Comunidad Autónoma de Galicia en
materia de agua y obras hidráulicas:
1) Utilización sostenible y racional del agua y contribución
a la preservación y mejora del medio ambiente y, en
particular, de los ecosistemas acuáticos.
2) Compatibilidad de la gestión pública del agua con la
ordenación del territorio, la actividad económica, la
conservación y la protección del medio ambiente.
3) Unidad de gestión y planificación de su propia
demarcación hidrográfica.
4) Participación de las personas usuarias, transparencia e
información al público en general.
5) Garantía de la calidad del suministro del agua urbana en
defensa de la salud de los ciudadanos y ciudadanas.
6) Garantía de eficacia en la prestación de los
servicios públicos de abastecimiento, saneamiento y
depuración.
7) Recuperación de los costes de los servicios relacionados
con el agua, incluidos los costes medioambientales,
para conseguir la suficiencia financiera del sistema en
Dyna Febrero 2011
121
el marco de un precio asequible.
8) Solidaridad territorial en las inversiones en
infraestructuras y de equidad social en las políticas
tarifarias en la prestación de los servicios del agua.
9) Coordinación y cooperación entre las administraciones
públicas con competencias en materia de agua y obras
hidráulicas.
de costes del servicio, la presente norma lo hace mediante la
creación del canon del agua, como tributo propio afectado
a los programas de gasto de la Comunidad Autónoma de
Galicia en materia del ciclo del agua y con la del coeficiente
de vertido a sistemas de depuración, como tasa específica para
la prestación de este servicio por parte de la Administración
hidráulica de Galicia.
Se establecen como objetivos medioambientales en
El Canon del Agua grava el uso y consumo del agua en
el territorio de la Comunidad Autónoma de Galicia, a causa
de la afección al medio que su utilización pudiera producir.
En cuanto a los obligados tributarios, la ley considera sujetos
pasivos a título de contribuyentes a los que usen el agua.
En cuanto a la cuantificación del canon para las personas
usuarias domésticas se prevé que la cuota del canon resultará
de la adición de una parte fija y una parte proporcional por
el consumo efectivo. La novedad reside en la tributación por
tramos de consumo y en función del número de residentes
en cada vivienda, lo cual no constituye sino una plasmación
de uno de los objetivos básicos ya proclamados en la ley,
como es la incentivación al ahorro del agua y al consumo
responsable.
En lo que respecta a los usos no domésticos, la base
imponible coincidirá con la prevista para los usos domésticos
pero el tipo de gravamen difiere, ya que, éste no es solo más
elevado, sino que se establece la posibilidad de que sea
afectado por un coeficiente corrector de carácter complejo,
que tomará en consideración la contaminación producida, la
relación entre el volumen consumido y el volumen vertido,
así como el uso del agua y el medio receptor, mediante la
aplicación de fórmulas específicas.
materia de agua, los siguientes:
1) Alcanzar un uso racional y respetuoso con el medio
ambiente, que asegure a largo plazo el suministro
necesario de agua en buen estado, de acuerdo con
el principio de prudencia y teniendo en cuenta los
efectos de los ciclos de sequía y las previsiones sobre
el cambio climático.
2) Prevenir el deterioro del estado de todas las masas
de agua, superficiales, subterráneas y de las zonas
protegidas, y, en su caso, restaurarlas al objeto de
conseguir el buen estado ecológico de las mismas. Para
ello se definirán, implementarán y garantizarán los
caudales ambientales necesarios para la conservación
o recuperación del buen estado ecológico de las masas
de agua.
3) Reducir progresivamente la contaminación procedente
de los vertidos o usos que perjudiquen la calidad de
las aguas en la fase superficial o subterránea del ciclo
hidrológico.
4) Compatibilizar la gestión de los recursos naturales
con la salvaguarda de la calidad de las masas de agua
y de los ecosistemas acuáticos.
En cuanto al título IV sobre la política de recuperación
122
El coeficiente de vertido a sistemas públicos de
depuración de aguas residuales, es un tributo propio de la
Comunidad Autónoma de Galicia con naturaleza de tasa,
que es de aplicación en su ámbito territorial.
2.- SERVICIO DE DOCUMENTACIÓN Y CONSULTAS
Con el fin de ampliar la información publicada en esta
Sección, se ofrece la posibilidad de establecer una relación
directa del Lector con el equipo de especialistas, a fin de
aclarar las dudas que se presenten en relación con su
contenido.
Para ello, se pueden dirigir a la dirección de correo
electrónico siguiente: [email protected] de la revista
DYNA o a nuestra página web http://www.mas-abogados.
com, (sección contactar). En ellas, también se podrán
solicitar los textos completos de las normativas comentadas
en esta Sección.
Dyna Febrero 2011
Normas resumidas para los autores de artículos
Brief paper’s instructions for authors
• Los artículos deberán ser originales e inéditos y no deben
de haber sido enviados simultaneamente a otros medios de
comunicación.
• Tendrán siempre preferencia los que versen sobre temas
relacionados con el objetivo, cobertura temática y/o lectores a
los que se dirige la revista.
• Todos los trabajos serán redactados en castellano (o inglés
para autores de otra lengua) y deberán cumplir los siguientes
requisitos:
• Título en castellano e inglés de 80 caracteres máximo
• Un breve resumen (Abstract), entre 150 y 250 palabras, en
castellano e inglés.
• Entre tres y cinco palabras clave (Key words) en castellano
e inglés, que permitan identificar la temática del artículo
• No deberían de tener más de aproximadamente 6.000
palabras, o 17 páginas formato A4 en fuente Arial 10 con
interlineado simple (Consultar con DYNA extensiones
superiores).
• Bibliografía relacionada o referencias según normas
DYNA en www.revistadyna.com
• Con el objeto de facilitar la “revisión entre pares”, el autor
deberá asignar el código DYNA de 6 dígitos correspondiente
a la temática del artículo, seleccionándolo de entre los códigos
disponibles en la dirección de Internet: www.revistadyna.com
• Los originales se remitirán mediante nuestra página web (envío
artículos), en formatos .DOC (msword), .RTF, o .TXT. Se
recomienda una calidad mínima de 300ppp para las fotografías
que se adjunten con el artículo. Se harán constar: título del
artículo, nombre del autor, título académico, empresa o
institución a la que pertenece, dirección electrónica, dirección
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• Se someterán al Consejo de Redacción cuantos artículos se
reciban, realizándose la “revisión entre pares” por los expertos
del Consejo o los que éste decida. El resultado de la evaluación
será comunicado directamente a los autores. En caso de
discrepancia, el editor someterá el trabajo a un revisor externo
a la revista cuya decisión será trasladada nuevamente al autor.
• Los autores aceptan la corrección de textos y la revisión de
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www.revistadyna.com • Año 86 - Nº 1 • Febrero 2011
Recuperación de calor de gases de
escape
(KLTmZU\LZ[YVZ7SHULZKL7YL]PZP}U]VS\U[HYPH[PLUL
SHZZPN\PLU[LZJHYHJ[LYxZ[PJHZ!
9LU[HIPSPKHKLU
Ingeniería e Industria
ISSN 0012-7361 • SICI: 0012-7361(20110201)86:1<>1.0.TX;2-G • CODEN: DYNAAU
*VSLNPVZKL0UNLUPLYVZKLS7HPZ=HZJV,7:=
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FEBRERO. 2011
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